Question

以下是對(duì)化學(xué)反應(yīng)變化過程及結(jié)果的研究．按要求回答問題：
（1）關(guān)于能量變化的研究已知：
①2CH₃OH（1）+3CO₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-akjmol^-
②CH₃OH（1）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（1）△-bkjmol ^-
③H₂O（g）=H₂O（1）△H=-ckjmol^-
則：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=

 

kJ?mol^-1．
（2）關(guān)于反應(yīng)速率和限度的研究
①已知25℃時(shí)有關(guān)弱酸的電離平衡常數(shù)：

弱酸化學(xué)式	CH3COOH	HCN	H2CO
電離平衡常數(shù)（25℃）	1.8×10-5	4.9×10-10	K1=4.3×10-7  K1=5.6×10-11

則等物質(zhì)的量濃度的（l）CH₃COONa、②NaCN、③Na₂CO₃、④NaHCO₃溶液的pH由大到小的順序?yàn)?!--BA-->

 

（填編號(hào)）
②已知2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）：△H=-196kjmol，在一個(gè)容積為2L的容器中加入2molSO₂和lmol O₂，在某溫度下充分反應(yīng)，經(jīng)過30min達(dá)到平衡，放出熱量176.94kJ．如果用SO₂表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率，則v（SO₂）=

 

．
③圖為某溫度下，CuS（s）、ZnS（s）、FeS（s）分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，溶液的S^2-濃度、金屬陽離子濃度變化情況．如果向三種沉淀中加鹽酸，最先溶解的是

 

．向新生成的ZnS濁液中滴入足量含相同濃度的Cu²⁺、Fe²⁺的溶液，振蕩后，ZnS沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為

 

（填化學(xué)式）沉淀．
（3）關(guān)于電化學(xué)的研究全釩液流電池是一種新型的綠色環(huán)保儲(chǔ)能電池．其電池總反應(yīng)為：VO2++2H++V2+ 

放電

通電

  V³+VO²⁺+H₂O．則充電時(shí)陽極反應(yīng)式為

 

，用此電池電解1L 1mol?L^-1的CuSO₄溶液，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，溶液的pH=

 

（不考慮溶液體積變化）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)系數(shù)后進(jìn)行加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)作相應(yīng)的加減，據(jù)此計(jì)算判斷；
（2）①根據(jù)溶液的酸堿性以及利用鹽類的水解程度比較濃度相同的溶液的pH大小；
②根據(jù)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）：△H=-196kJ/mol，經(jīng)過30min達(dá)到平衡，放出熱量176.94kJ，求出參加反應(yīng)的二氧化硫，然后再根據(jù)v=

△c

△t

求出v（SO₂）；
③根據(jù)圖示某溫度下，CuS（s）、ZnS（s）、FeS（s）分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，溶液的S^2-濃度、金屬陽離子濃度變化情況，結(jié)合K_SP的含義從難溶電解質(zhì)的溶解平衡角度分析進(jìn)行解答；
（3）充電時(shí)，陽極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；用Pt電極電解CuSO₄溶液，發(fā)生2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，結(jié)合轉(zhuǎn)移的電子數(shù)來計(jì)算解答．

解答：解：（1）已知：①2CH₃OH（1）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-akJ/mol
②CH₃OH（1）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（1）△=-bkJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（1）△H=-ckJ/mol
由蓋斯定律可知，①-②×2+③×4得：
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-a-[（-b）×2]+（-c）×4=（-a+2b-4c）kJ/mol，
故答案為：-a+2b-4c；
（2）①等物質(zhì)的量濃度的下列溶液中，
①CH₃COONa、②NaCN、③Na₂CO₃、④NaHCO₃溶液都是強(qiáng)堿弱酸鹽，水溶液呈堿性，對(duì)應(yīng)酸的酸性越弱水解程度越大，溶液中氫氧根離子濃度越大，PH越大，因H₂CO₃電離K₂=5.6×10^-11＜HCN的K=4.9×10^-10＜H₂CO₃電離K₁=4.3×10^-7＜CH₃COOH的1.8×10^-5，所以，對(duì)應(yīng)酸根離子的水解程度大小為CH₃COO^-＜HCO₃^-＜CN^-＜CO₃^2-，所以溶液pH由大到小的順序③②④①，
故答案為：③②④①；
②2SO₂（g）+O₂（g）?2 SO₃（g），△H=-196kJ/mol，每消耗2mol二氧化硫放出196KJ的熱量，經(jīng)過30min達(dá)到平衡，現(xiàn)放出熱量176.94kJ，則參加反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量為

176.94KJ

196KJ

×2mol=1.81mol，根據(jù)v=

△c

△t

，v（SO₂）=

△c

△t

=

1.81mol

2L               30min

=0.03mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.03mol?L^-1?min^-1；
③根據(jù)圖示某溫度下，CuS（s）、ZnS（s）、FeS（s）分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，溶液的S^2-濃度、金屬陽離子濃度變化情況，可知，K_sp（CuS）＜K_sp（ZnS）＜K_sp（FeS），溶解度CuS＜ZnS＜FeS，所以，如果向三種沉淀中加鹽酸，最先溶解的是FeS，向新生成的ZnS濁液中滴入足量含相同濃度的Cu²⁺、Fe²⁺的溶液，振蕩后，ZnS沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為CuS，
故答案為：FeS；CuS；
（3）根據(jù)電池總反應(yīng)和參加物質(zhì)的化合價(jià)的變化可知，反應(yīng)中V²⁺離子被氧化，應(yīng)是電源的負(fù)極，VO₂⁺離子化合價(jià)降低，被還原，應(yīng)是電源的正極反應(yīng)，充電時(shí)，陽極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，陽極反應(yīng)式為：VO²⁺+H₂O=VO₂⁺+2H⁺+e^-，；
電解硫酸銅時(shí)，陰極上是銅離子放電，即Cu²⁺+2e^-═Cu，陽極上是氫氧根放電，即4OH^-═O₂↑+2H₂O+4e^-，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，則生成氧氣的體積為：

0.1mol

4

×22.4L/mol=0.56L=560mL，減少的氫氧根的濃度為：

0.1mol

1.0L

=0.1mol/L，所以電解后氫離子濃度為0.1mol/L，溶液的pH為1，
故答案為：VO²⁺+H₂O=VO₂⁺+2H⁺+e^-；1．

點(diǎn)評(píng)：本題比較綜合，考查了蓋斯定律的應(yīng)用、熱化學(xué)方程式的意義、沉淀轉(zhuǎn)化的原理應(yīng)用、電化學(xué)等知識(shí)，構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式、掌握難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)、掌握原電池與電解池的工作原理是解題的關(guān)鍵，題目難度較大．