Question

（19分）运用化学反应原理研究碳、氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义；

（1）甲醇是重要的可再生燃料。已知在常温常压下：

则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_________。

（2）利用催化氧化反应将转化为是工业上生产硫酸的关键步骤．

①一定条件下，将SO₂与O₂以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生上述反应，能说明该反应已达到平衡状态的是________。

a．体系的密度不发生变化

b．体系中硫元素的质量百分含量不再变化

c．SO₂与SO₃的体积比保持不变

d．容器内的气体分子总数不再变化

e．单位时问内转移4 mol电子，同时消耗2molSO₃

②T℃时，在1L密闭容器中充入0.6 molSO₃，下图表示SO₃物质的量随时间的变化曲线。达到平衡时，用SO₂表示的化学反应速率为________；SO₃的转化率为________（保留小数点后-位）：T℃时，反应的平衡常数为_______;T℃其他条件不变，在8min时压缩容器体积至0.5 L，则n(SO₃)的变化曲线为________（填字母）。

（3）有人设想以N₂和H₂为反应物，以溶有A物质的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。

电池正极的电极反应式是_____电解质溶液的pH______（填写增大、减小、不变），A.物质是______（写化学式）。

Answer

（1）CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=－442.8kJ·mol-1

（2）①cd②0.05mol·L－1·min-1；66.7%；1.25L·mol－1；c

（3）N2+8H++6e－=2NH4+；增大；NH4Cl

【解析】

试题分析：（1）①

②

③

ΔH=（①-②+4③）/2=（-1275.6+566.0-4×44.0）/2=-442.8kJ/mol

故热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH=-442.8kJ/mol

（2）①证明反应达到平衡状态的标志是各组分物质的量、物质的量浓度、体积分数、分子总数等不随时间的变化而变化，故选择cd。

②由图可知，当t=8min时反应达到平衡，那么v（SO3）=v（SO2)===0.05mol/(L•min)

ω===66.7%

始000.6

转0.40.20.4

平0.40.20.2K==1.25L/mol

在8min时,压缩容器体积至0.5L，相当于增大压强，平衡向体积缩小的方向移动，即平衡向着生成SO3的方向移动，所以选择曲线c。

（3）以N2和H2为反应物，以溶有A物质的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，由图可知H2为负极，N2为正极，正极的电子，电极反应为N2+8H++6e－=2NH4+；由于H+被消耗，pH值增大；正极产生NH4+，与电解质溶液中的Cl-相结合，形成NH4Cl。

考点：热化学方程式的书写，化学反应速率与化学平衡，原电池的相关知识