Question

（1）甲醇是重要的可再生燃料。已知在常温常压下：

2CH₃OH(l)＋3O₂(g)===2CO₂(g)＋4H₂O(g)  ΔH＝－1275.6 kJ/mol

2CO(g)＋O₂(g)===2CO₂(g)  ΔH＝－566.0 kJ/mol

H₂O(g)===H₂O(l)  ΔH＝－44.0 kJ/mol

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）某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)反应的影响。实验结果如图所示：

(图中T表示温度，n表示物质的量)

①比较在a、b、c三点N₂ 的转化率最高的是       (填字母)．

②在起始体系中加入N₂的物质的量为      mol时，反应后氨的百分含量最大，若容器容积为1L，n=3mol反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则此条件下(T₂)，反应的平衡常数K=       。(保留3位有效数字)

（3）古代铁器(埋藏在地下)在严重缺氧的环境中，仍然锈蚀严重(电化学腐蚀)。原因是一种叫做硫酸盐还原菌的细菌，能提供正极反应的催化剂，每48gSO放电转移电子数为2.408×10²⁴，该反应放出的能量供给细菌生长、繁殖之需。

①写出该电化学腐蚀的正极反应的电极反应式：                      

②文物出土前，铁器表面的腐蚀产物可能有(写化学式)             

（4）已知25℃时，Ksp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38，此温度下若在实验室中配制5mol/L100mLFeCl₃溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入_______mL、2mol/L的盐酸(总体积忽略加入盐酸体积)。

Answer

（1）CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－442.8 kJ/mol（2）①c ② n/3 ； 2.08

（3） ①SO＋8e－＋4H2O===S2－＋8OH－ ②Fe(OH)2，FeS（4）2.5

【解析】

试题分析：（1）已知：①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol

③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol

将得到CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H= [(-1275.6kJ/mol)-(-566.0kJ/mol)+ (-44.0kJ/mol)×4]÷2= 442.8kJ•mol-1，

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

故答案为：CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ•mol-1；

（2）①b点代表平衡状态，c点又加入了氢气，故平衡向右移动，氮气的转化率增大，故答案为：c；

 ②当氮气和氢气的物质的量之比为1:3时达平衡状态时氨的百分含量最大，平衡点时产物的产率最大，据图示，当平衡时氢气的物质的量为n，故加入N2的物质的量为，当n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%，故起始氮气浓度为1，mol/l，变化的氢气浓度为1.8mol/l，变化的氮气浓度为0.6mol/l，平衡时氮气、氢气、氨气的浓度分别是0.4mol/l、1.2mol/l、1.2mol/l，据K===2.08，故答案为：；2.08；

（3）①土壤中的SO42-还原为S2-，可知得到电子，则该电极反应式为SO42-+4H2O+8e-=S2-+8OH-，故答案为：SO42-+8e-+4H2O═S2-+8OH-；

②铁器表面的腐蚀是吸氧腐蚀，负极上金属铁失电子，发生氧化反应，生成亚铁离子，金属表面上会产生Fe(OH)2，同时土壤中的SO42-还原为S2-，和亚铁离子结合为FeS，故答案为：Fe(OH)2，FeS

（4）若不出现浑浊现象，则c(Fe3+)×C3(OH-)≤Ksp[Fe(OH)3]，代入有关数据后可求出c(OH-)≤2×10-12mol/L，c(H+)≥mol/L，故至少要加入2.5mL相应的盐酸；故答案为：2.5。

考点：考查了盖斯定律、化学平衡常数、外界条件对反应速率和平衡的影响、原电池原理的应用、金属的电化学腐蚀与防护的相关知识。