Question

（1）已知：2CO(g)+O₂(g)═2CO₂(g)△H═-566KJ/mol

2H₂(g)+O₂(g)═2H₂O(g)△H═-484KJ/mol

CH₄(g)+2O₂(g)═CO₂(g)+2H₂O(g)△H═-802KJ/mol

则：CH₄(g)+CO₂(g)⇌2CO(g)+2H₂ (g)△H═_________________；

（2）在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1的CH₄与CO₂，在一定条件下发生反应CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)，测得CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

①据图可知，p₁、p₂、p₃、p₄由大到小的顺序是________________；

②在压强为p₄、1100°C的条件下，该反应5min时达到平衡X点，反应的平衡常数为________________；

（3）用催化剂可以使NO、CO污染同时降低，2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+CO₂(g) ，根据传感器记录某温度下NO、CO的反应进程，测量所得数据绘制出如图。

前1s内的平均反应速率v（N₂）= __________，第2s时的x值范围_____________________；

（4）用磷及部分重要化合物的相互转化如图所示。

①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一，反应在1300℃的高温炉中进行，其中SiO₂的作用是用于造渣（CaSiO₃），焦炭的作用是_________________________；

②不慎将白磷沾到皮肤上，可用0.2mol/L CuSO₄溶液冲洗，根据步骤Ⅱ可判断，1mol/L CuSO₄溶液所能氧化的白磷的物质的量为_____________________；

（5）某液氨-液氧燃料电池示意图如上，该燃料电池的工作效率为50%，现用作电源电解500mL的饱和NaCl溶液，电解结束后，所得溶液中NaOH的浓度为0.3mol•L^-1，则该过程中需要氨气的质量为_______g（假设溶液电解后体积不变）。

Answer

（1）+248KJ/mol（2）①P4＞P3＞P2＞P1 ②1.64

（3）2.7×10-4mol/（L．s） 30.6＞x＞25.2

（4）①做还原剂 ② mol （5）1.7

【解析】

试题分析：（1）已知：2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H═-566KJ/mol ①

2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H═-484KJ/mol ②

CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H═-802KJ/mol ③

根据盖斯定律，将③-①-②可得：

CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2 (g)△H═(-802KJ/mol )-(-566KJ/mol )-(-484KJ/mol )=+248KJ/mol；

（2）①由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α(P1)＞α(P2)＞α(P3)＞α(P4)，该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应进行，甲烷的转化率降低，故压强P4＞P3＞P2＞P；②由图1可知，压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡X点，是甲烷的转化率为80%，甲烷的浓度变化量为0.1mol/L×80%=0.08mol/L，

CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)，

开始(mol/L)：0.1 0.1 0 0

变化(mol/L)：0.08 0.08 0.16 0.16

平衡(mol/L)：0.02 0.02 0.16 0.16

故该温度下平衡常数k= =1.64；（3）一氧化碳的反应速率为v（CO）=△c/△t==5.4×10-4mol/（L．s），同一化学反应同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以v（N2）=v（CO）=2.7×10-4mol/（L．s）；

因为随着反应进行反应速率越来越小，所以第2S消耗的CO小于第1S的36-30.6=5.4，则第2s时的30.6＞x＞30.6-5.4=25.2；（4）①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一，发生反应2Ca3（PO4）2+6SiO2+10C→P4↑+6CaSiO3+10CO↑，反应中C中的碳化合价升高，做还原剂；②Cu元素的化合价由+2价降低到+1价，CuSO4是氧化剂，P4部分磷元素由0价降低到-3价，部分磷元素由0价升高到+5价，磷元素的化合价既升高又降低，所以P4既是氧化剂又是还原剂，若有11molP4参加反应，其中5mol的P4做氧化剂，60mol硫酸铜做氧化剂，只有6mol的P4做还原剂，则由电子守恒可知，有1 mol的CuSO4参加反应，则被硫酸铜氧化的白磷分子的物质的量为n则：n×4（5-0）=1mol×（2-1），解得n=mol；（5）电解过程中生成n（NaOH）=0.3mol/L×0.5L=0.15mol，设生成0.15molNaOH转移电子的物质的量为x，

2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 转移电子

2mol 2mol

0.15mol x

2mol：2mol=0.15mol：x，

x=0.15mol，串联电路中转移电子物质的量相等，且液氨-液氧燃料电池的效率为50%，则液氨失电子的物质的量为0.3mol，

设消耗氨气的质量为y，

4NH3+3O2=2N2+6H2O 转移电子

68g 12mol

y 0.3mol

68g：12mol=y：0.3mol，y=1.7g。

考点：考查元素及其化合物的性质与应用，涉及燃料电池工作原理与计算。