Question

運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)原理研究化學(xué)反應(yīng)很有意義．請(qǐng)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(yīng)制得．部分1mol物質(zhì)完全燃燒生成常溫下穩(wěn)定氧化物的△H數(shù)據(jù)如下表：

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

已知1mol H₂O（g）轉(zhuǎn)變?yōu)?molH₂O（l）時(shí)放熱44.0kJ．寫出CH₄和水蒸氣在高溫下反應(yīng)得到CO和H₂的熱化學(xué)方程式

CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.1kJ/mol

．
（2）500°C、50Mpa時(shí)，在容積為VL的定容容器中加入n mol N₂、3n mol H₂，反應(yīng)達(dá)到平衡后N₂的轉(zhuǎn)化率為a．則容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)反應(yīng)前與平衡時(shí)的比值為

4n

4n-2na

．
（3）若把標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)是

NH₄HSO₄

，溶液中離子濃度從大到小的順序是

c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH+4）＞c（OH^-）

．
（4）某溫度時(shí)，BaSO₄在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示．有沉淀析出的是

b

點(diǎn)（填字母）．a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp

等于

c點(diǎn)對(duì)應(yīng)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(wěn)定性高、安全、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可用于電動(dòng)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(shí)正極的電極反應(yīng)式為

FePO₄+Li⁺+e^-═LiFePO₄

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)燃燒熱的概念來書寫熱化學(xué)方程式；
（2）容器內(nèi)反應(yīng)前與平衡時(shí)氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比；
（3）氨氣和酸反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的鹽，根據(jù)誰解原理來比較離子濃度的大�。�
（4）根據(jù)溶度積規(guī)則：當(dāng)Qc大于Ksp時(shí)，會(huì)有沉淀析出，沉淀溶解平衡曲線上的點(diǎn)均為Qc等于Ksp；
（5）該電池放電時(shí)為原電池原理，正極發(fā)生還原反應(yīng)．

解答：解：（1）燃燒熱的概念：在25℃，101 kPa時(shí)，1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量叫做該物質(zhì)的燃燒熱，由表格中燃燒熱的數(shù)據(jù)可知，
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol，
H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l），△H=-285.8KJ/mol；
CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=-283KJ/mol，
而H₂O（g）═H₂O（l），△H=44.0kJ/mol，
根據(jù)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(jù)化學(xué)方程式：N₂ +3H₂

催化劑 .

高溫高壓

 2NH₃，
反應(yīng)前的物質(zhì)的量    n     3n           0
變化的物質(zhì)的量      na    3na          2
平衡時(shí)的物質(zhì)的量  n-na    3n-3na       2na
 所以：容器內(nèi)反應(yīng)前與平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量之比=

n+3n

n-na+3n-3na+2na

=

4n

4n-2na

=容器內(nèi)反應(yīng)前與平衡時(shí)氣體的壓強(qiáng)之比，故答案為：

4n

4n-2na

；
（3）氨氣和酸反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)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(zhì)的量反應(yīng)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(jù)溶度積規(guī)則：當(dāng)Qc大于Ksp時(shí)，會(huì)有沉淀析出，圖中b點(diǎn)Qc大于Ksp，所以該點(diǎn)有沉淀析出，a、c點(diǎn)均為Qc等于Ksp，及平衡點(diǎn)，故答案為：b；等于；
（5）電池放電時(shí)為原電池原理，正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即FePO₄+Li⁺+e^-═LiFePO₄，故答案為：FePO₄+Li⁺+e^-═LiFePO₄．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道綜合性較強(qiáng)的題目，難度較大．考查學(xué)生分析和解決問題的能力．