Question

【题目】(1)Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体反应的化学方程式为_____________。

(2)拆开1 mol H—H键，1 mol N—H键，1 mol N≡N键分别需要吸收的能量为436 kJ，391 kJ，946 kJ。理论上，每生成1 mol NH3___________热量(填“吸收”或“放出”)__________kJ；事实上，反应的热量总小于理论值，为什么？________________。

(3)一定条件下发生反应：6NO(g) + 4NH3(g)5N2(g) + 6H2O(g)，某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如下图甲所示，图中b点对应的速率关系是v(正) _____ v(逆) ; d点对应的速率关系是v(正) ___________ v(逆)。（填“﹥”、“﹤”或“﹦”）

(4)已知N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)，若反应起始时N2、H2 、NH3的浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.1 mol/L，则NH3达到平衡时浓度的范围为_______；若平衡时N2、H2 、NH3的浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.1 mol/L，则NH3起始时浓度的范围为______。

(5)已知一定条件下发生：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) （正反应放热），在反应过程中，正反应速率的变化如图所示，请根据速率的变化回答采取的措施（改变的条件）

t1________________________；t2________________________；

t3________________________；t4________________________。

(6)①某电池采用锂和石墨作电极，四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯中(SOCl2)组成电解质溶液，电池总反应为：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S，此电池中_______作正极，负极的电极反应为_________________。

②甲烷燃料电池示意图如上图乙，其负极反应方程式为_____________。

Answer 1

【答案】Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑ 放出 46 该反应是可逆反应，充分反应的最终结果是达到最大限度(即化学平衡状态)，因此放出的热量总是小于理论计算值 > = 0＜c(NH3) ＜0.3 mol/L 0≤c(NH3) ≤0.3 mol/L t1：加压或增大反应物浓度（充入SO2或O2） t2：加入催化剂 t3：减压或减小反应物浓度 （分离移除SO2或O2） t4：减小生成物浓度（分离移除SO3） 石墨 Li— eˉ＝Li + CH4 + 10OHˉ— 8eˉ＝ CO32ˉ + 7H2O

【解析】

（1）Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体不断搅拌反应生成氯化钡、氨气和水；

（2）合成氨反应中，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，由吸收能量和放出能量的大小判断反应放出热量还是吸收热量；合成氨反应为可逆反应，反应不能完全反应；

（3）由图可知，a点和b点时，反应未达到平衡， c点和d点时，反应达到平衡；

（4）由可逆反应可以从正反应方向开始达到平衡，也可以从逆反应方向开始达到平衡确定NH3起始和平衡时浓度的范围，确定平衡时浓度的范围时注意可逆反应反应不能完全反应；

（5）该反应是一个气体体积减小的放热反应，依据题给图示确定正反应速率的变化和移动方向，判断条件的变化；

(6)①由电池总反应方程式可知，锂元素化合价升高，硫元素化合价降低，则锂电极为原电池负极，石墨电极为正极；

②由甲烷燃料电池示意图可知，通入氧气的一极为正极，通入甲烷的一极为负极。

（1）Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体不断搅拌反应生成氯化钡、氨气和水，反应的化学方程式为Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑，故答案为：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑；

（2）在反应N2+3H22NH3中，断裂3molH-H键和1molN三N键共吸收的能量为3×436kJ+943kJ=2251kJ，生成2molNH3，共形成6molN-H键，放出的能量为6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，则该反应为放热反应，放出的热量为2346kJ-2251kJ=95kJ，则生成1molNH3放出热量为46kJ；由于合成氨反应为可逆反应，反应不能完全反应，所以反应的热量总小于理论值，故答案为：放出；46；该反应是可逆反应，充分反应的最终结果是达到最大限度(即化学平衡状态)，因此放出的热量总是小于理论计算值；

（3）由图可知，a点和b点时，反应未达到平衡，为平衡的形成过程，对应的速率关系是v(正)＞v(逆)，c点和d点时，反应达到平衡，对应的速率关系是v(正)=v(逆)，故答案为：＞；=；

（4）反应起始时N2、H2 、NH3的浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.1 mol/L，若反应正向进行，反应最大限度时，N2、H2 、NH3的浓度分别为（0.1—0.1）mol/L =0mol/L、（0.3—0.3）mol/L =0mol/L、（0.1+0.2）mol/L =0.3 mol/L，若反应逆向进行，反应最大限度时，N2、H2 、NH3的浓度分别为（0.1+0.05）mol/L =0.15mol/L、（0.3+0.15）mol/L =0.45mol/L、（0.1—0.1）mol/L =0 mol/L，由于该反应为可逆反应，则NH3达到平衡时浓度的范围为0＜c(NH3) ＜0.3 mol/L；平衡时N2、H2 、NH3的浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.1 mol/L，若反应正向进行，起始时，N2、H2 、NH3的浓度分别为（0.1+0.05）mol/L =0.15mol/L、（0.3+0.15）mol/L =0.45mol/L、（0.1—0.1）mol/L =0 mol/L，若反应逆向进行，起始时，N2、H2 、NH3的浓度分别为（0.1—0.1）mol/L =0mol/L、（0.3—0.3）mol/L =0mol/L、（0.1+0.2）mol/L =0.3 mol/L，则NH3起始时浓度的范围为0≤c(NH3) ≤0.3 mol/L，故答案为：0＜c(NH3) ＜0.3 mol/L；0≤c(NH3) ≤0.3 mol/L；

（5）该反应是一个气体体积减小的放热反应，由图可知，t1时，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，则改变条件可能为增大压强或增大反应物浓度；t2时，正反应速率增大，平衡不移动，则改变条件可能为使用了合适的催化剂； t3时，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动，则改变条件可能为减压或减小反应物浓度 （分离移除SO2或O2）；t4时，正反应速率不变，平衡向正反应方向移动，则改变条件可能为减小生成物浓度，故答案为：加压或增大反应物浓度（充入SO2或O2）加入催化剂；压或减小反应物浓度 （分离移除SO2或O2）；减小生成物浓度（分离移除SO3）；

(6)①由电池总反应方程式可知，锂元素化合价升高，硫元素化合价降低，则锂电极为原电池负极，失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为Li— eˉ＝Li +，石墨电极为正极，SOCl2在正极得到电子发生还原反应，故答案为：石墨；Li— eˉ＝Li +；

②由甲烷燃料电池示意图可知，通入氧气的一极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应，通入甲烷的一极为负极，碱性条件下，甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根，电极反应式为CH4 + 10OHˉ— 8eˉ＝ CO32ˉ + 7H2O，故答案为：CH4 + 10OHˉ— 8eˉ＝ CO32ˉ + 7H2O。