Question

運用所學的化學反應原理研究化學反應很有意義．請回答下列問題：
（1）合成氨原料中的H₂可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應制得．部分1mol物質完全燃燒生成常溫下穩定氧化物的△H數據如下表：

物質	△H（kJ/mol）
H2（g）	-285.8
CO（g）	-283.0
CH4（g）	-890.3

已知1mol H₂O（g）轉變為1molH₂O（l）時放熱44.0kJ．寫出CH₄和水蒸氣在高溫下反應得到CO和H₂的熱化學方程式______．
（2）500°C、50Mpa時，在容積為VL的定容容器中加入n mol N₂、3n mol H₂，反應達到平衡后N₂的轉化率為a．則容器內氣體的壓強反應前與平衡時的比值為______．
（3）若把標準狀況下4.48L氨氣通入到100g19.6%的硫酸溶液中，所得溶液中的溶質是______，溶液中離子濃度從大到小的順序是______．
（4）某溫度時，BaSO₄在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示．有沉淀析出的是______點（填字母）．a點對應的Ksp ______c點對應的Ksp （填大于、等于或小于）
（5）以磷酸亞鐵鋰（LiFePO₄）為電極材料的新型鋰離子電池具有穩定性高、安全、對環境友好等優點，可用于電動汽車．該鋰離子電池在充電過程中，陽極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則該電池放電時正極的電極反應式為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據燃燒熱的概念來書寫熱化學方程式；
（2）容器內反應前與平衡時氣體的壓強之比等于物質的量之比；
（3）氨氣和酸反應生成對應的鹽，根據誰解原理來比較離子濃度的大小；
（4）根據溶度積規則：當Qc大于Ksp時，會有沉淀析出，沉淀溶解平衡曲線上的點均為Qc等于Ksp；
（5）該電池放電時為原電池原理，正極發生還原反應．
解答：解：（1）燃燒熱的概念：在25℃，101 kPa時，1 mol可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量叫做該物質的燃燒熱，由表格中燃燒熱的數據可知，
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol，
H₂（g）+O₂（g）═H₂O（l），△H=-285.8KJ/mol；
CO（g）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-283KJ/mol，
而H₂O（g）═H₂O（l），△H=44.0kJ/mol，
根據蓋斯定律：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）的△H=285.6KJ/mol×3+283KJ/mol+44KJ/mol-890.3KJ/mol=206.1kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.1kJ/mol；
（2）根據化學方程式：N₂ +3H₂ 2NH₃，
反應前的物質的量    n     3n           0
變化的物質的量      na    3na          2
平衡時的物質的量  n-na    3n-3na       2na
 所以：容器內反應前與平衡時氣體的物質的量之比===容器內反應前與平衡時氣體的壓強之比，故答案為：；
（3）氨氣和酸反應生成對應的鹽，4.48L即0.2mol氨氣通入到100g19.6%即0.2mol的硫酸溶液中，等物質的量反應生成硫酸氫銨，能電離出等量的銨根、氫離子和硫酸根，但是銨根離子水解使溶液顯酸性，離子濃度大小為：c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH+4）＞c（OH^-），故答案為：NH₄HSO₄；c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH+4）＞c（OH^-）；
（4）根據溶度積規則：當Qc大于Ksp時，會有沉淀析出，圖中b點Qc大于Ksp，所以該點有沉淀析出，a、c點均為Qc等于Ksp，及平衡點，故答案為：b；等于；
（5）電池放電時為原電池原理，正極發生得電子的還原反應，即FePO₄+Li⁺+e^-═LiFePO₄，故答案為：FePO₄+Li⁺+e^-═LiFePO₄．
點評：本題是一道綜合性較強的題目，難度較大．考查學生分析和解決問題的能力．