Question

氢气是一种高能燃料，也广范应用在工业合成中。

(1)标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa，最稳定的单质生成1 mol化合物的焓变。已知25℃和101kPa时下列反应：

①2C₂H₆(g)+7O₂(g)=4CO₂(g)+6H₂O(l)  △H=-3116kJ·mol^-1

②C(石墨,s)+O₂(g)=CO₂(g) △H=-393.5 kJ·mol^-1

③2H₂(g)+0₂(g)=2H₂O(l)，△H=-571.6 kJ·mol^-1

写出乙烷标准生成焓的热化学方程式：_____________。

(2)已知合成氨的反应为：N₂+3H₂2NH₃  △H <0。某温度下，若将1molN₂和2.8molH₂分别投入到初始体积为2L的恒温恒容、恒温恒压和恒容绝热的三个密闭容器中，测得反应过程中三个容器（用a、b、c表示）内N₂的转化率随时间的变化如图所示，请回答下列问题：

①图中代表反应在恒容绝热容器中进行的曲线是______（用a、b、c表示）。

②曲线a条件下该反应的平衡常数K=__________________。

③b容器中M点，v(正)_____ v(逆)（填“大于”、“小于”．或“等于”)。

(3)利用氨气可以设计成高能环保燃料电池，用该电池电解含有NO₂^-的碱性工业废水，在阴极产生N₂。阴极电极反应式为_____；标准状况下，当阴极收集到1l.2LN₂时，理论上消耗NH₃的体积为_______。

(4)氨水是制备铜氨溶液的常用试剂，通过以下反应及数据来探究配制铜氨溶液的最佳途径。

已知:Cu(OH)₂(s)Cu²⁺+2OH^-  Ksp=2.2×10^-20

Cu²⁺+4NH₃·H₂O[Cu(NH₃)₄]²⁺(深蓝色)+4H₂O   K_β＝7.24×10¹²

①请用数据说明利用该反应：Cu(OH)₂(s)＋4NH₃·H₂O[Cu(NH₃)₄]²⁺+4H₂O+2OH^- 配制铜氨溶液是否可行：________________。

②已知反应Cu(OH)₂(s)＋2NH₃·H₂O+2NH₄⁺[Cu(NH₃)₄]²⁺+4H₂O   K=5.16×10²。向盛有少量Cu(OH)₂固体的试管中加入14 mol/L的氨水，得到悬浊液；此时若加入适量的硫酸铵固体，出现的现象为__________；解释出现该现象的原因是_____________________。

Answer

2C（石墨）+ 3H2(g)=C2H6(g) △H＝-86.4kJ/mol c 800 小于 2NO2-＋6e-＋4H2O= N2+ 8OH- 22.4L 该反应的K=Ksp·Kβ=1.6×10-7＜10-5所以反应很难进行 固体溶解，得到深蓝色溶液 溶液中存在平衡Cu(OH)2(s)+2NH3·H2O+2NH4＋ [Cu(NH3)4]2++4H2O, 加入硫酸铵固体增大了铵根离子浓度，平衡正向移动

【解析】本题考查盖斯定律的应用，②×2＋③×3/2－①/2得出：2C（石墨）+ 3H2(g)=C2H6(g) △H＝-86.4kJ/mol；（2）①恒容绝热容器，正反应是放热反应，随着反应进行，温度升高，化学反应速率升高，先达到平衡，符合条件的曲线是c；② 此反应是气体物质的量减少的，恒温恒容是的反应速率小于恒温恒压，即b为恒温恒容时的曲线，a为恒温恒压时的曲线，化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，即N2+3H22NH3

起始（mol·L－1） 0.5 1.4 0

变化： 0.4 1.2 0.8

平衡： 0.1 0.2 0.8 根据化学平衡常数的定义，K=c2(NH3)/(NH3)/[c3(H2)×c(N2)]=800；③M点达到b曲线上，N2的转化率降低，说明反应向逆反应方向移动，即v(正)