Question

碳、氮元素及其化合物与人类的生产生活密切相关．试回答下列有关问题：
（1）下图是1molNO₂和1molCO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式______．

（2）NH₃极易溶于水，其水溶液俗称氨水．用水稀释0.1mol•L^-1的氨水，溶液中随着水量的增加而减小的是______（填序号）．
A．   B．
C．c（H⁺）•c（OH^-）     D．   
（3）标准状况下，将1.12LCO₂通入100mL 1mol•L^-1的NaOH溶液中，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为______；
（4）在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）．当反应达到平衡时不断改变条件（不改
变N₂、H₂和NH₃的量），下图表示反应速率与反应过程的关系，其中表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间是______．

（5）甲烷燃料电池中发生的化学反应为：CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O，该电池的电解质溶液为H₂SO₄溶液，写出其负极的电极反应式______．

Answer

（1）根据能量变化图，反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，然后写出热化学方程式；
（2）A、根据电离平衡常数；
B、用水稀释0.1mol/L氨水时，溶液中随着水量的增加，由NH3．H2OOH-+NH4+可知，n（OH-）增大，但溶液的体积增大的多，所以c（OH-）减小，促进了氨水的电离，n（NH3．H2O）减少，c（NH3．H2O）减少；
C、根据水的离子积常数来解答；
D、根据用水稀释0.1mol/L氨水时，溶液中随着水量的增加，由NH3．H2OOH-+NH4+可知，n（OH-）增大，但溶液的体积增大的多，所以c（OH-）减小，再根据水的离子积常数不变的方法来解答；
（3）先判断CO2和NaOH溶液反应的产物，然后根据水解来解答；
（4）根据温度、催化剂、压强对反应速率和化学平衡的影响来分析平衡混合物中NH3的含量；
（5）先写出正极电极反应式，然后用总反应式减去正极反应式即为负极反应式．
【解析】
（1）该反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，
所以热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol-1，
故答案为：NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol-1；
（2）A、当稀释氨水时，在水分子的作用下促进氨水的电离，所以氨根离子的浓度降低，K电离=，温度不变，电离平衡常数不变，故A错误；
B、因=，水稀释0.1mol/L氨水时，溶液中随着水量的增加，由NH3．H2OOH-+NH4+可知，n（OH-）增大，但溶液的体积增大的多，所以c（OH-）减小，促进了氨水的电离，n（NH3．H2O）减少，c（NH3．H2O）减少，n（OH-）增大，n（NH3．H2O）减少，所以比值变小，故B正确；
C、因温度不变，水的离子积KW=c（H+）•c（OH-）不变，故C错误；
D、温度不变，水的离子积不变，当稀释氨水时，溶液中氢氧根的浓度减小，氢离子的浓度增加，所以减小，故D正确；
故答案为：BD；
（3）由CO2 +2NaOH═Na2CO3+H2O
    0.05mol  0.1mol 0.05mol  
所以产物为0.05molNa2CO3，因CO32-水解，溶液呈碱性，溶液呈碱性，则c（OH-）＞c（H+），盐水解程度较小，则c（CO32-）＞c（OH-），水中OH-来源于CO32-水解及水的电离，则（OH-）＞c（HCO3-），水的电离程度很小c（HCO3-）＞c（H+），所以c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+），
故答案为：c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）；
（4）由图2可知，t1-t2时应为升高温度使逆反应速率增大，化学平衡逆向移动，NH3的含量减少；t2-t3时为平衡状态，含量不变；t3-t4时应为催化剂对化学反应的影响，反应速率增大，但化学平衡不移动；t4-t5时应为减小压强对反应的影响，减小压强化学平衡逆向移动，NH3的含量减少，即t-t1时NH3的含量最大，故答案为：t-t1；
（5）甲烷燃料电池中，正极的电极反应式为：O2+4e-+4H+═2H2O，总反应式减去正极反应式得负极反应式：CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+，故答案为：CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+；