Question

10．按要求回答下列问题：
（1）天然气主要成分是甲烷，甲烷燃烧放出热量多，3mol甲烷燃烧时，生成液态水和二氧化碳气体，同时放出2670.9kJ的热量，写出反应热化学方程式CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol，把甲烷燃烧设计成原电池能量利用率更高，该燃料电池中，使用铂作电极，KOH溶液做电解质溶液．通入甲烷燃气的一极为负极，该极上的电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O
（2）已知高锰酸钾与重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）都是化学中常用的强氧化剂，高锰酸钾溶液呈紫红色而重铬酸钾溶液中存在如下平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O；加水稀释，溶液变黄色色，试从浓度商与平衡常数关系解释原因Qc=$\frac{[C{r}_{2}{O}_{7}]}{[Cr{O}_{4}]^{2}•[{H}^{+}]^{2}}$＞K
（3）判断：①SiC，②CO₂，③Br₂，④KCl晶体的熔点由高到低排列的顺序：①④③②（序号）
（4）在密闭容器中，加入一定量的A和B，反应到达平衡．能说明反应2A（l）+B（g）?C（l）+2D（l）达平衡状态的是BC
A．v（A）=2v（B）
B．恒容容器中，体系的压强不再改变
C．恒容容器中，体系中气体的密度不再改变
D．恒容容器中，气体的摩尔质量不再改变．

Answer 1

分析 （1）结合化学方程式对应的物质的量计算反应放出的热量，依据热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态和反应焓变写出甲烷燃烧的热化学方程式；甲烷燃料电池中甲烷在负极发生氧化反应，在KOH溶液中生成碳酸根离子；
（2）在2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O反应中，加水稀释，三种离子浓度同等程度地减小，水的浓度不变，反应物两种离子相遇机会减少，平衡逆向移动；
（3）一般说来原子晶体的熔点大于离子晶体，离子晶体大于分子晶体，结合常温下的状态判断二氧化碳和溴的熔点；
（4）反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，由此进行判断．

解答 解：（1）3mol甲烷燃烧时，生成液态水和二氧化碳气体放出2670.9kJ的热量，则1mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳气体放出$\frac{2670.9}{3}$KJ=890.3KJ热量，热化学方程式为CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol；甲烷燃料电池中甲烷在负极发生氧化反应，在KOH溶液中生成碳酸根离子，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol；负极；CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）在2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O反应中，加水稀释，三种离子浓度同等程度地减小，水的浓度不变，反应物两种离子相遇机会减少，平衡逆向移动，其浓度熵大于平衡常数，Qc=$\frac{[C{r}_{2}{O}_{7}]}{[Cr{O}_{4}]^{2}•[{H}^{+}]^{2}}$＞K，溶液变黄色，故答案为：黄色；Qc=$\frac{[C{r}_{2}{O}_{7}]}{[Cr{O}_{4}]^{2}•[{H}^{+}]^{2}}$＞K；
（3）SiC是原子晶体，其熔点大于KCl，二氧化碳和溴都是分子晶体，其熔点低于KCl，常温下二氧化碳是气体，溴为液态，所以其熔点由高到低的顺序为①④③②，
故答案为：①④③②；
（4）A、v（A）=2v（B）只能看出反应速率之比等于化学计量数之比，不能确定正逆反应速率相等，故A错误；
B、反应物和生成物中只有B为气态，压强不变说明B的浓度不变，反应达到平衡状态，故B正确；
C、反应物和生成物中只有B为气态，恒容条件下密度不变，说明B的质量不变，反应达到平衡状态，故C正确；
D、反应物和生成物中只有B为气态，其摩尔质量始终不变，故D错误；
故答案为：BC．

点评 本题考查较为综合，考查了热化学方程式书写、电极反应式书写、平衡移动、不同晶体熔点大小的比较、化学平衡状态的判断，题目难度较大．