Question

（2010?海南模擬）碳、氮元素及其化合物與人類的生產生活密切相關．試回答下列有關問題：
（1）下圖是1molNO₂和1molCO反應生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應的熱化學方程式

NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1

．

（2）NH₃極易溶于水，其水溶液俗稱氨水．用水稀釋0.1mol?L^-1的氨水，溶液中隨著水量的增加而減小的是

BD

（填序號）．
A．

c(N H + 4 )?c(OH-)

c(NH3?H2O)

   B．

c(NH3?H2O)

c(OH-)

C．c（H⁺）?c（OH^-）     D．

c(OH-)

c(H+)

   
（3）標準狀況下，將1.12LCO₂通入100mL 1mol?L^-1的NaOH溶液中，所得溶液中離子濃度由大到小的順序為

c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）

；
（4）在固定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．當反應達到平衡時不斷改變條件（不改
變N₂、H₂和NH₃的量），下圖表示反應速率與反應過程的關系，其中表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段時間是

t₀～t₁

．

（5）甲烷燃料電池中發生的化學反應為：CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O，該電池的電解質溶液為H₂SO₄溶液，寫出其負極的電極反應式

CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺

．

Answer 1

分析：（1）根據能量變化圖，反應熱等于正反應的活化能減去逆反應的活化能，然后寫出熱化學方程式；
（2）A、根據電離平衡常數；
B、用水稀釋0.1mol/L氨水時，溶液中隨著水量的增加，由NH₃．H₂OOH^-+NH₄⁺可知，n（OH^-）增大，但溶液的體積增大的多，所以c（OH^-）減小，促進了氨水的電離，n（NH₃．H₂O）減少，c（NH₃．H₂O）減少；
C、根據水的離子積常數來解答；
D、根據用水稀釋0.1mol/L氨水時，溶液中隨著水量的增加，由NH₃．H₂OOH^-+NH₄⁺可知，n（OH^-）增大，但溶液的體積增大的多，所以c（OH^-）減小，再根據水的離子積常數不變的方法來解答；
（3）先判斷CO₂和NaOH溶液反應的產物，然后根據水解來解答；
（4）根據溫度、催化劑、壓強對反應速率和化學平衡的影響來分析平衡混合物中NH₃的含量；
（5）先寫出正極電極反應式，然后用總反應式減去正極反應式即為負極反應式．

解答：解：（1）該反應的焓變△H=E₁-E₂=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，
所以熱化學方程式為NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1；
（2）A、當稀釋氨水時，在水分子的作用下促進氨水的電離，所以氨根離子的濃度降低，K_電離=

C(NH4  +)C(OH-)

C(NH3．H2O)

，溫度不變，電離平衡常數不變，故A錯誤；
B、因

c(NH 3?H2O)

c(OH -)

=

n(NH3?H2O)

n(OH-)

，水稀釋0.1mol/L氨水時，溶液中隨著水量的增加，由NH₃．H₂OOH^-+NH₄⁺可知，n（OH^-）增大，但溶液的體積增大的多，所以c（OH^-）減小，促進了氨水的電離，n（NH₃．H₂O）減少，c（NH₃．H₂O）減少，n（OH^-）增大，n（NH₃．H₂O）減少，所以比值變小，故B正確；
C、因溫度不變，水的離子積K_W=c（H⁺）?c（OH^-）不變，故C錯誤；
D、溫度不變，水的離子積不變，當稀釋氨水時，溶液中氫氧根的濃度減小，氫離子的濃度增加，所以

C(OH-)

C(H+)

減小，故D正確；
故答案為：BD；
（3）由CO₂ +2NaOH═Na₂CO₃+H₂O
    0.05mol  0.1mol 0.05mol  
所以產物為0.05molNa₂CO₃，因CO₃^2-水解，溶液呈堿性，溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），鹽水解程度較小，則c（CO₃^2-）＞c（OH^-），水中OH^-來源于CO₃^2-水解及水的電離，則（OH^-）＞c（HCO₃^-），水的電離程度很小c（HCO₃^-）＞c（H⁺），所以c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
（4）由圖2可知，t₁-t₂時應為升高溫度使逆反應速率增大，化學平衡逆向移動，NH₃的含量減少；t₂-t₃時為平衡狀態，含量不變；t₃-t₄時應為催化劑對化學反應的影響，反應速率增大，但化學平衡不移動；t₄-t₅時應為減小壓強對反應的影響，減小壓強化學平衡逆向移動，NH₃的含量減少，即t₀-t₁時NH₃的含量最大，故答案為：t₀-t₁；
（5）甲烷燃料電池中，正極的電極反應式為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O，總反應式減去正極反應式得負極反應式：CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺，故答案為：CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺；

點評：本題主要考查了熱化學方程式、化學平衡、水解平衡、電極反應的書寫，難度不大，但綜合性較強．