Question

【题目】研究化学反应能量变化、化学反应速率和化学反应限度，在实际工业生产和生活中有着重要的意义。回答下列问题：

（1）科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，其原理为：

已知：C(s)+2H2O(g)====CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol－1

3FeO(s)+H2O(g)====Fe3 O4(s)+H2(g) △H=+18.7kJ·mol－1

则反应6FeO(s)+CO2(g)====2Fe3O4(s)+C(s)的△H=_______。

（2）肼的制备方法是用次氯酸钠氧化过量的氨。

已知ClO－水解的方程式为：ClO－+H2OHClO+OH－。常温下，该水解反应的平衡常数为Kh=1.0×10－6mol·L－1，则1.0mol·L－1NaClO溶液的pH=______。

（3）工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为：CH4(g)+NH3(g) HCN(g)+3H2 (g) △H>0

①其他条件一定，达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如下图所示。X代表的是______(填“温度”或“压强”)。

②其他条件一定，向2L密闭容器中加入nmolCH4和2molNH3，平衡时NH3体积分数随n变化的关系如下图所示。若反应从开始到a点所用时间为10min，该时间段内用CH4的浓度变化表示的反应速率为______；该温度下，b点的平衡常数为________

（4）纳米氧化亚铜Cu2O是一种用途广泛的光电材料，电化学法可用铜棒和石墨作电极，电解Cu(NO3)2稀溶液制备。电解过程中无气体产生，则铜棒作______极，阴极生成Cu2O的电极反应式为________。

Answer 1

【答案】-76.0kJ·mol－1 11 压强 0.025mol·L-1·min-1 3/16 阳 2Cu2++2e-+H2O=Cu2O+2H+

【解析】

（1）已知：C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol－1①，3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g) △H=+18.7kJ·mol－1②，根据盖斯定律，②×2-①可得6FeO(s)+CO2(g)==2Fe3O4(s)+C(s)，△H=（+18.7kJ·mol－1）×2-（+113.4kJ·mol－1）= -76.0kJ·mol－1，故答案为：-76.0kJ·mol－1。

（2）1.0mol·L－1NaClO溶液中，c（ClO-）=1.0mol·L－1，已知ClO－+H2OHClO+OH－，该水解反应的平衡常数K=c（HClO）c（OH-）/c（ClO-）=c2（OH-）=1.0×10－6mol·L－1，c（OH-）=1.0×10－3mol·L－1，则c（H+）=Kw/c（OH-）=10-14/10-3=10-11，则pH=11，故答案为：11。

（3）①根据图示，X越大转化率越小，平衡逆向移动，该反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，增大压强，平衡逆向移动，故答案为：压强。

②设10min时，反应的氨气的物质的量为x，

CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g)

开始（mol） 2 2 0 0

反应（mol） x x x 3x

a点（mol） 2-x 2-x x 3x

则(2-x)/(2-x+x+3x)×100%=30%，解得x=0.5mol，

v（CH4）=△c/△t=0.5mol/2L/10min=0.025mol·L-1·min-1，

此时c（HCN）=0.5mol/2L=0.25mol/L，c（H2）=0.5mol×3/2L=0.75mol/L，c（CH4）=c（NH3）=（2-0.5）mol/2L=0.75mol/L，

平衡常数只与温度有关，所以Ka=Kb=c（HCN）c3（H2）/c（CH4）c（NH3）=0.25×(0.75)3/0.75×0.75=3/16，故答案为：0.025mol·L-1·min-1，3/16。

（4）要生成氧化亚铜，则铜必须失去电子，因此铜作阳极。阴极得到电子，发生还原反应，所以阴极电极反应式为2Cu2++2e－+H2O=Cu2O+2H+，

故答案为：阳，2Cu2++2e-+H2O=Cu2O+2H+。