Question

工业产生的废气CO_X、NO_X、SO_X 对环境有害，若能合理的利用吸收，可以减少污染，变废为宝。

（1）有一种用CO₂生产甲醇燃料的方法：CO₂+3H₂CH₃OH+H₂O

已知：CO₂(g)+3H₂(g) == CH₃OH(g)+H₂O(l)   ΔH=-akJ·mol^-1；

2H₂(g)+O₂(g) == 2H₂O(l)   ΔH=-b kJ·mol^-1；

CH₃OH(g) == CH₃OH(l)   ΔH=-c kJ·mol^-1；

则表示CH₃OH(l)燃烧热的热化学方程式为：____________________________。

（2）光气(COCl₂)是一种重要的化工原料，用于农药、医药、聚酯类材料的生产，工业上通过Cl₂(g)+CO(g)COCl₂(g)制备。左图为此反应的反应速率随温度变化的曲线，右图为某次模拟实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题：

①0~6 min内，反应的平均速率v(Cl₂)=__________；

②10min改变的条件是________，该反应平衡常数变化的趋势是_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（3） 利用氨水可以将SO₂和NO₂吸收，原理如图所示：

NO₂被吸收的离子方程式是____________________。

（4）用粗硅作原料，熔融盐电解法制取硅烷原理如右图，判断B为电源的______极，电解时阳极的电极反应式为___________________。

Answer

（1）CH3OH(l)+3/2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=-(3b/2-a-c) kJ·mol-1或a+c-3b/2 kJ·mol-1

（2）①0.15 mol·L-1·min-1 ②升高温度 减小

（3）①2NO2+4HSO3-＝N2+4SO42-+4H+

（4）正 Si+4H--4e-＝SiH4 ↑

【解析】

试题分析：（1）已知：①CO2(g)+3H2(g) == CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=-akJ·mol-1；

②2H2(g)+O2(g) == 2H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1；

③CH3OH(g) == CH3OH(l) ΔH=-c kJ·mol-1；

则根据盖斯定律可知②×3/2－①－③即得到CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+3/2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-(3b/2-a-c) kJ·mol-1或a+c-3b/2 kJ·mol-1。

（2）①0~6 min内氯气的浓度减少了1.2mol/L－0.3mol/L＝0.9mol/L，所以反应的平均速率v(Cl2)＝0.9mol/L÷6min＝0.15 mol·L-1·min-1；

②10min时反应物的浓度增加，生成物的浓度降低，这说明反应向逆反应方向进行。根据左图可知平衡时升高温度逆反应速率大于正反应速率，即平衡向逆反应方向进行，所以正反应是放热反应，则改变的条件是升高温度。由于向逆反应方向进行，则该反应平衡常数变化的趋势是减小。

（3） NO2被吸收转化为氮气，即二氧化氮是氧化剂，亚硫酸氢铵是还原剂，所以该反应的离子方程式是2NO2+4HSO3-＝N2+4SO42-+4H+。

（4）H－向右侧移动，这说明右侧电极是阳极，所以B为电源的正极，电解时阳极的电极反应式为Si+4H--4e-＝SiH4 ↑。

考点：考查盖斯定律的应用、外界条件对平衡状态的影响、反应速率计算以及电化学原理的应用