Question

10．按要求回答下列問題：
（1）天然氣主要成分是甲烷，甲烷燃燒放出熱量多，3mol甲烷燃燒時(shí)，生成液態(tài)水和二氧化碳?xì)怏w，同時(shí)放出2670.9kJ的熱量，寫出反應(yīng)熱化學(xué)方程式CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol，把甲烷燃燒設(shè)計(jì)成原電池能量利用率更高，該燃料電池中，使用鉑作電極，KOH溶液做電解質(zhì)溶液．通入甲烷燃?xì)獾囊粯O為負(fù)極，該極上的電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O
（2）已知高錳酸鉀與重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）都是化學(xué)中常用的強(qiáng)氧化劑，高錳酸鉀溶液呈紫紅色而重鉻酸鉀溶液中存在如下平衡：2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O；加水稀釋，溶液變黃色色，試從濃度商與平衡常數(shù)關(guān)系解釋原因Qc=$\frac{[C{r}_{2}{O}_{7}]}{[Cr{O}_{4}]^{2}•[{H}^{+}]^{2}}$＞K
（3）判斷：①SiC，②CO₂，③Br₂，④KCl晶體的熔點(diǎn)由高到低排列的順序：①④③②（序號(hào)）
（4）在密閉容器中，加入一定量的A和B，反應(yīng)到達(dá)平衡．能說明反應(yīng)2A（l）+B（g）?C（l）+2D（l）達(dá)平衡狀態(tài)的是BC
A．v（A）=2v（B）
B．恒容容器中，體系的壓強(qiáng)不再改變
C．恒容容器中，體系中氣體的密度不再改變
D．恒容容器中，氣體的摩爾質(zhì)量不再改變．

Answer 1

分析 （1）結(jié)合化學(xué)方程式對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的量計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和反應(yīng)焓變寫出甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式；甲烷燃料電池中甲烷在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，在KOH溶液中生成碳酸根離子；
（2）在2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O反應(yīng)中，加水稀釋，三種離子濃度同等程度地減小，水的濃度不變，反應(yīng)物兩種離子相遇機(jī)會(huì)減少，平衡逆向移動(dòng)；
（3）一般說來原子晶體的熔點(diǎn)大于離子晶體，離子晶體大于分子晶體，結(jié)合常溫下的狀態(tài)判斷二氧化碳和溴的熔點(diǎn)；
（4）反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，由此進(jìn)行判斷．

解答 解：（1）3mol甲烷燃燒時(shí)，生成液態(tài)水和二氧化碳?xì)怏w放出2670.9kJ的熱量，則1mol甲烷燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳?xì)怏w放出$\frac{2670.9}{3}$KJ=890.3KJ熱量，熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol；甲烷燃料電池中甲烷在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，在KOH溶液中生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol；負(fù)極；CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）在2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O反應(yīng)中，加水稀釋，三種離子濃度同等程度地減小，水的濃度不變，反應(yīng)物兩種離子相遇機(jī)會(huì)減少，平衡逆向移動(dòng)，其濃度熵大于平衡常數(shù)，Qc=$\frac{[C{r}_{2}{O}_{7}]}{[Cr{O}_{4}]^{2}•[{H}^{+}]^{2}}$＞K，溶液變黃色，故答案為：黃色；Qc=$\frac{[C{r}_{2}{O}_{7}]}{[Cr{O}_{4}]^{2}•[{H}^{+}]^{2}}$＞K；
（3）SiC是原子晶體，其熔點(diǎn)大于KCl，二氧化碳和溴都是分子晶體，其熔點(diǎn)低于KCl，常溫下二氧化碳是氣體，溴為液態(tài)，所以其熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)棰佗堍邰冢?br />故答案為：①④③②；
（4）A、v（A）=2v（B）只能看出反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不能確定正逆反應(yīng)速率相等，故A錯(cuò)誤；
B、反應(yīng)物和生成物中只有B為氣態(tài)，壓強(qiáng)不變說明B的濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；
C、反應(yīng)物和生成物中只有B為氣態(tài)，恒容條件下密度不變，說明B的質(zhì)量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；
D、反應(yīng)物和生成物中只有B為氣態(tài)，其摩爾質(zhì)量始終不變，故D錯(cuò)誤；
故答案為：BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，考查了熱化學(xué)方程式書寫、電極反應(yīng)式書寫、平衡移動(dòng)、不同晶體熔點(diǎn)大小的比較、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，題目難度較大．