Question

神舟十一号飞船搭乘CZ—2F火箭成功发射，在重达495吨的起飞重量中，95%的都是化学推进剂。

（1）CH₃OH和液氧是常用的液体火箭推进剂。

①已知：

CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(l)       ΔH₁

2H₂(g)+O₂(l)=2H₂O(l)       ΔH₂

CH₃OH(g)=CH₃OH(l)       ΔH₃

2CH₃OH(l)+3O₂(l)=2CO₂(g)+4H₂O(l)       ΔH₄

则ΔH₄=______(用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃来表示)。

②某温度下，发生反应CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)。在体积为2L的密闭容器中加入1molCH₃OH和1molH₂O，第4min达到平衡，容器内c(CO₂)随时间的变化情况如图1所示，求此反应在该温度下的平衡常数______（保留四位有效数字）。保持其他条件不变，在第5min时向体系中再充入0.2molCO₂和0.4molH₂，第8min重新达到平衡，此时c(H₂)=c(CH₃OH)。请在图1中画出5～9min的c(CO₂)变化曲线示意图_______。

（2）NH₄NO₃也是一种重要的固体推进剂，可通过电解NO制备NH₄NO₃，其工作原理如图2所示，A电极的名称为______极，请写出在B电极上发生的电极反应式：______。

Answer

3△H2−2△H1−2△H3 59.26 阴 NO−3e−+2H2O=NO3−+4H+

【解析】

(1)①利用盖斯定律：3×②-2×①-2×③得，2CH3OH(l)+3O2(l)═2CO2(g)+4H2O(l)△H4=3△H2-2△H1-2△H3，据此进行分析；

②CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g)，据K=进行计算；反应物浓度增大，使平衡不断向正反应方向进行，据此作图；
(2)由图可知，A极上NO生成NH4+，发生还原反应，为电解池阴极，B极上NO生成NO3-，发生氧化反应，据此书写电极反应方程式。

(1)①已知：①CO2(g)+3H2(g) ⇌ CH3OH(g)+H2O(l) ΔH1

②2H2(g)+O2(l)=2H2O(l) ΔH2

③CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH3

2CH3OH(l)+3O2(l)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH4

根据盖斯定律，3×②−2×①−2×③得，2CH3OH(l)+3O2(l)═2CO2(g)+4H2O(l)△H4=3△H2−2△H1−2△H3；

②根据题意，列三段式：

K=，反应物浓度增大，使平衡不断向正反应方向进行，故图为

，

(3)由图可知，A极上NO生成NH4+，发生还原反应，为电解池阴极；B极上NO生成NO3−，发生氧化反应，故电极反应方程式为NO−3e−+2H2O=NO3−+4H+。