Question

運用化學反應原理研究氮、碳、硫等單質及其化合物的反應有重要意義。
（1）氨在國民經濟中占有重要地位。合成氨工業中，合成塔中每產生2mol NH₃，放出92.2kJ熱量。
①若起始時向容器內放入2mol N₂和6mol H₂，達平衡后放出的熱量為Q，則Q（填 “＞”、“＜”或“＝”）                184．4 kJ。
②已知

1mol N—H鍵斷裂吸收的能量等于            kJ。
（2）硫酸的年產量可以用來衡量一個國家的化工生產能力。工業生產硫酸的流程中存在反應：2SO₂(g）＋O₂(g）2SO₃(g）。反應體系中SO₃的百分含量和溫度的關系如下圖所示（曲線上任何一點都表示平衡狀態）。根據圖示回答下列問題：

①該反應的          ０（填“＞’或“＜”）。
②下列說法正確的是
a．若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，平衡不移動
b．在D點時，v_正＞v_逆
c．B點、C點反應的平衡常數分別為K₁、K₂，則K₁＜K₂
d．在A點時，消耗1mol SO₂必定同時消耗1mol SO₃
（3）過度排放CO₂會造成溫室效應。
①最近科學家提出“綠色自由”構想能把空氣中的CO₂轉變為可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料電池，寫出該電池負極反應式（電解液為KOH溶液）                  。
②CO₂也可用NaOH溶液吸收得到Na₂CO₃溶液，寫出該反應的離子方程式          。
Na₂CO₃水溶液呈堿性，其原因是，25℃時該反應的K=2×10^-4mol·L^-1，則當溶液中c（HCO- 3）：c（CO2- 3）=2∶1時，溶液的pH=         。

Answer 1

(12分)
（1）①<(2分)
②391(2分)
（2）①<(2分) ②bd(2分)
（3）①CH₃OH+ 8OH^--6e^-= CO2- 3 + 6H₂O(2分)
②CO₂+2OH^- = CO2- 3 +H₂O(2分) 10(2分)

試題分析：
（1）①根據反應3H₂(g)+N₂(g)=2NH₃(g) △H=－92.2kJ/mol，而向容器內放入2mol N₂和6mol H₂由于可逆反應不可能完全反應，所以Q<184．4 kJ。
②反應3molH₂需436 kJ×3，反應1mol N₂需948.5kJ，與生成2mol NH₃（6mol N-H）所需能量和為－92.2kJ，1mol N—H鍵斷裂吸收的能量等于391 kJ。
（2）①右圖可知溫度越高，SO₃的百分含量，平衡逆向移動△H<０。
②a、恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣容器體積變大，反應向氣體分子數增多方向移動，錯誤。b、從D到A SO₃的百分含量上升，反應正向進行，建立平衡v_正＞v_逆，正確。c、反應放熱，溫度越高，K越小，K₁＞K₂，錯誤。d、消耗1mol SO₂必定同時消耗1mol SO₃，v_正=v_逆，正確。
（3）①總反應：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O；正極反應： O₂+3H₂O+4e^-=4 OH^-；兩式相減可得CH₃OH+ 8OH^--6e^-= CO2- 3 + 6H₂O。
②CO₂也可用NaOH溶液吸收：CO₂+2OH^- = CO2- 3 +H₂O；
K=2×10^-4mol·L^-1= c（OH^-）× c（HCO- 3）/c（CO2- 3）="2" c（OH^-），所以c（OH^-）=1×10^-4mol·L^-1，c（H⁺）=10^-8，pH=10。