Question

合理的利用吸收工业产生的废气CO₂、NO₂、SO₂ 等可以减少污染，变废为宝。

（1）用CO₂可以生产燃料甲醇。

已知：CO_2（g）+3H_2（g）═CH₃OH_（g）+H₂O_（l）△H=﹣akJ•mol^﹣1；

2H_2（g）+O_2（g）═2H₂O_（l）△H=﹣b kJ•mol^﹣1；

则表示CH₃OH（g）燃烧的热化学方程式为：

_______________________________________________________。

（2）光气（COCl₂）是一种重要化工原料，常用于聚酯类材料的生产，工业上通过Cl_2（g）+CO_（g）⇌COCl_2（g）△H < 0制备。图1为实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题：

①0～6min内，反应的平均速率v（Cl₂）=_______；

②该反应第一次达平衡时的平衡常数为__________，10min改变的条件是______。

（3）利用氨水可以将SO₂和NO₂吸收，原理如图2所示：NO₂被吸收的离子方程式是___________________________________。

（4）以甲醇燃料电池为电源，粗硅为原料，熔融盐电解法制取硅烷原理如图3，判断A为电源的___极，电解时阳极的电极反应式为_____。

Answer

2CH3OH(g)+3O2(g) =2CO2 (g)+4H2O(l)  ΔH = 2a -3b kJ·mol-1 0.15 mol·L-1·min-1 30 升高温度 2NO2+4HSO3- =N2+4SO42-+4H+ 负 Si+4H-- 4e - = SiH4

【解析】(1)已知：①CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=﹣akJ•mol﹣1；②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣b kJ•mol﹣1；根据盖斯定律：由②×3-①×2可得2CH3OH(g)+3O2(g) =2CO2 (g)+4H2O(l)  则ΔH =(﹣b kJ•mol﹣1)×3-(﹣akJ•mol﹣1)×2= 2a -3b kJ·mol-1 ；CH3OH(g)燃烧的热化学方程式为2CH3OH(g)+3O2(g) =2CO2 (g)+4H2O(l)  ΔH = 2a -3b kJ·mol-1 ；

(2)①由图可知，6min时Cl2的平衡浓度为0.3mol/L，变化为1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，则V===0.15 mol•L-1•min-1；

②8min时，平衡时c(Cl2)=0.3mol/L、c(CO)=0.1mol/L、c(COCl2)=0.9mol/L， 即K==30；影响平衡移动的因素有温度、浓度和压强，该反应是放热反应，由图可知，第10 min时平衡逆向移动，只能是升温，由图1可知，升温平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，所以温度高，平衡常数减小；

(3)二氧化氮具有强的氧化性，能够氧化亚硫酸氢根离子生成硫酸根离子，二氧化氮被还原为氮气，离子方程式：2NO2+4HSO3-=N2+4SO42-+4H+；  

(4)从图示知，粗硅变化为SiH4，失电子发生氧化反应，B为电源的正极，A为电源的负极，H-移向阳极生成SiH4，电极反应式为Si+4H--4e-=SiH4↑。

点睛：应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。④在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。