Question

甲、乙、丙是常见的三种物质，它们之间有如图所示的转化关系，根据要求回答问题：

（1）若甲为碳，则产物乙、丙可合成甲醇。

①已知：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g) △H=+206.0kJ•mol^-1

CH₄(g)+H₂O(g)CH₃OH(g)+H₂(g) △H=+77.0kJ•mol^-1

写出气体乙与气体丙反应生成CH₃OH(g)的热化学方程式______________________；

②乙和丙合成甲醇的反应在不同温度下的化学平衡常数(K)如右表，则T₁_____T₂(填“＞”、“＜”或“=”)；

③乙可做某些碱性燃料电池的燃料，该电池的负极反应式为______________________；

（2）在25℃下，将0.20mol/L的氨水与0.20mol/L的硝酸溶液等体积混合，反应后的溶液pH=5，则该温度下氨水的电离平衡常数K=_____________；

（3）已知：R(s)+2NO(g)N₂(g)+RO₂(g)。T℃时，某研究小组向一恒温真空容器中充入NO和足量的R单质，恒温条件下测得不同时间各物质的浓度如下表。

时间/min浓度(mol/L)	NO	N2	RO2
0	1.00	0	0
10	0.58	0.21	0.21
20	0.40	0•30	0.30
30	0.40	0.30	0.30
35	0.32	0.34	0.15

①0～10min以V(NO)表示的平均反应速率为_____________；

②根据表中数据，计算T℃时该反应的平衡常数为___________；

③30～35min改变的实验条件是__________。

Answer

（1）① CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ•mol-1 ② ＜ ③ CO -2e-+4OH-=CO32-+2H2O

（2）1×10-5mol/L （3） ①0.042mol/L•min ② 0.56 ③ 改变温度

【解析】

试题分析：（1）若甲为碳，产物乙、丙可合成甲醇，则乙为一氧化碳，①根据①CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ•mol-1；

②CH4(g)+H2O(g)⇌CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0kJ•mol-1，利用盖斯定律可知，用②-①得合成甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=+77.0kJ•mol-1-206.0kJ•mol-1=-129.0kJ•mol-1；②根据平衡常数与温度的关系可知，由于上述反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，因为K1＞K2，所以T1＜T2；③一氧化碳做某碱性燃料电池的燃料，则CO作还原剂在负极发生氧化反应，根据原电池原理负极反应式为CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O；

（2）氨水和稀硝酸混合后生成NH4NO3的浓度为0.1mol/L，NH4+在溶液中能发生水解反应，NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+，故c(NH3•H2O)=c(H+)=1×10-5mol/L，则c(OH-)==10-9mol/L，c(NH4+)=0.1mol/L，氨水的电离方程式为：NH3•H2O⇌NH4++OH-，电离平衡常数Kb(NH3•H2O)=，把以上数据代入平衡常数表达式：Kb(NH3•H2O)==1×10-5mol/L；

（3）)①10min～20min以内v(NO)表示的反应速率==0.042mol/L•min；②T1℃时该反应平衡浓度为，c(N2)=0.3mol/L；c(RO2)=0.3mol/L；c(NO)=0.4mol/L； K===0.56；③30min时改变某一条件，反应重新达到平衡，依据平衡常数计算得到c(N2)=0.34mol/L；c(RO2)=0.15mol/L；c(NO)=0.32mol/L；K===0.5，化学平衡常数随温度变化，平衡常数改变说明改变的条件是温度。

考点：考查无机物的推断、电离平衡常数的计算及化学平衡理论应用等。