- 电解池
- 共5205题
下图是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑩中元素，填写下列空格：
（1）在这10种元素中，原子半径较小的是______（填元素符号），化学性质最不活泼的元素是______（填“元素符号”）；其中一种核素可测定文物年代，这种核素的符号是______．
（2）元素①的原子结构示意图为______；元素①的最高价氧化物结构式为：______，元素⑩的单质电子式为：______．
请用电子式表示化合物④和⑧的形成过程______．
（3）元素⑤的氧化物与盐酸反应的离子方程式为：______．
元素⑤的单质与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：______．
（4）元素⑤的单质与Fe和稀硫酸构成原电池，试在右面的方框内画出原电池装置图，______标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出负极的电极反应为______．
（5）元素⑧单质能溶于水，水液呈______色，在其中通入元素⑦的某种氧化物，溶液颜色褪去，用化学方程式表示原因______．
（6）元素⑦的最高正价和最低负价分别为______、______，在一定条件下，元素⑦与H2反应有一定限度（可理解为反应进行的程度），请判断在相同条件下元素⑥与H2反应的限度（选填“更大”、“更小”或“相同”）______．
正确答案
根据元素在周期表中的分布可以知道①是C，②是O，③是F，④Mg，⑤是Al，⑥是Se，⑦是S，⑧是Cl，⑨是Ar，⑩是N．
（1）同周期元素原子半径从左到右逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，所以半径最小的在左上角，应该是F，稀有气体Ar的化学性质稳定，14C可测定文物年代，故答案为：F；Ar；可测定文物年代；
（2）元素C的原子结构示意图为：
，最高价氧化物二氧化碳是含有碳氧双键的非极性分子，
结构式为：O=C=O，氮气是含有氮氮三键的物质，单质电子式为：
，氯化镁是镁离子和氯离子之间通过离子键形成的离子化合物，用电子式表示其的形成过程为：
，
故答案为：
；
；
；
（3）元素Al的氧化物氧化铝与盐酸反应的离子方程式为：Al2O3 +6H+=2Al3++3H2O，金属铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，
故答案为：Al2O3 +6H+=2Al3++3H2O；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
（4）金属铝、铁和硫酸构成的原电池中，活泼金属铝做负极，发生失电子的氧化反应，根据原电池的构成条件，画出电池装置为：
，电极反应为：Al-3e-=Al3+，
故答案为：
；Al-3e-=Al3+；
（5）氯气能溶于水，形成的水溶液是浅黄绿色的，氯气具有氧化性，能氧化二氧化硫，
反应的方程式为：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，
故答案为：浅黄绿色；SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；
（6）S元素的最高正价=最外层电子数=6，|最低负价|+最高正价=8，所以最低负价是-2价，S元素与H2反应有一定限度，同主族元素从上到下元素单质和氢气化合是越来越难，所以在相同条件下元素Se与H2反应的限度更小，故答案为：+6；-2；更小．
（1）臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂．
①臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应．如：
6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s）；△H=-235.8kJ/mol．
己知：2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g）；△H=+62.2kJ/mol，
则O3转化为O2的热化学方程式为______；
②科学家P．Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧．臭氧在阳极周围的水中产生，阴极附近的氧气则生成过氧化氢，阴极电极反应式为______．
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为：
C（s）+2NO（g）⇌N2（g）+CO2（g）．某研究小组向某密闭的真空容器（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计）中加入NO和足量的活性炭，恒温（T1℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
①10min～20min以内v（CO2）表示的反应速率为______
②根据表中数据，计算T1℃时该反应的平衡常数K=______（保留两位小数）；
③下列各项能作为判断该反应达到平衡状态的是______ （填序号字母）；
A．容器内压强保持不变
B．2v正（NO）=v逆（N2）
C．容器内CO2的体积分数不变
D．混合气体的密度保持不变
④30min时改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是______；
⑤一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率______（填“增大”、“不变”或“减小”）．
正确答案
（1）①a、6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s）；△H=-235.8kJ/mol．
b、2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g）；△H=+62.2kJ/mol
依据盖斯定律a×2+b×3得到：2O3（g）═3O2（g）；△H=-285kJ/mol；故答案为：2O3（g）═3O2（g）；△H=-285kJ/mol；
②由阳极制得臭氧，阴极制得过氧化氢．电解总方程式为：3H2O+3O2═3H2O2+O3，阳极反应为3H2O=O3+6H++6e-，阴极反应为6H++3O2+6e-=3H2O2；
故答案为：6H++3O2+6e-=3H2O2；
（2）①10min～20min以内v（CO2）表示的反应速率=
②T1℃时该反应平衡浓度为，c（N2）=0.3mol/L；c（CO2）=0.3mol/L；c（NO）=0.4mol/L； K=
③C（s）+2NO（g）⇌N2（g）+CO2（g）．反应是气体体积不变的反应；
A．反应是气体体积不变的反应，反应过程中和反应平衡状态压强相同，所以容器内压强保持不变不能说明反应达到平衡，故A错误；
B．反应速率之比等于化学方程式系数之比，当v正（NO）=2v逆（N2），反应达到平衡，v正（NO）=2v正（N2）z只能说明反应正向进行，故B错误；
C．容器内CO2的体积分数不变，说明反应达到平衡，故C正确；
D．混合气体密度等于质量除以体积，反应中碳是固体，平衡移动气体质量变化，体积不变，所以混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡，故D正确；
故选CD；
④30min时改变某一条件，反应重新达到平衡，依据平衡常数计算得到c（N2）=0.34mol/L；c（CO2）=0.17mol/L；c（NO）=0.32mol/L；K=
⑤一定温度下，随着NO的起始浓度增大，C（s）+2NO（g）⇌N2（g）+CO2（g）．反应是气体体积不变的反应；增大一氧化氮浓度相当于增大体系压强，平衡不动，一氧化氮转化率不变；
故答案为：不变；
过氧化氢和臭氧都是常见的绿色氧化剂，在工业生产中有着重要的用途．
（1）据报道以硼氢化合物NaBH4（B的化合价为+3价）和H2O2作原料的燃料电池，可用作通信卫星电源．负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图1所示．该电池放电时正极的电极反应式为：______；以MnO2做正极材料，可能是因为______．
（2）火箭发射常以液态肼（N2H4）为燃料，液态过氧化氢为助燃剂．
已知：N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-534kJ•mol-1H2O2（l）=H2O（l）+1/2O2（g）△H=-98.64kJ•mol-1
H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ•mol-1反应N2H4（g）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g） 的△H=______．
（3）O3可由臭氧发生器（原理如图2所示）电解稀硫酸制得．
①图中阴极为______（填“A”或“B”）．
②若C处通入O2，则A极的电极反应式为：______．
③若C处不通入O2，D、E处分别收集到11.2L和有4.48L气体（标准状况下），则E处收集的气体中O3所占的体积分数为______
（忽略O3的分解）．
（4）新型O3氧化技术对燃煤烟气中的NOx和SO2脱除效果显著，锅炉烟气中的NOx 95%以上是以NO形式存在的，可发生反应NO（g）+O3 （g）
a．反应在c点达到平衡状态
b．反应物浓度：b点小于c点
c．反应物的总能量低于生成物的总能量
d．△t1=△t2时，NO的转化率：a～b段小于b～c段．
正确答案
（1）原电池负极发生氧化反应，正极反应还原反应，由原电池工作原理图1可知，电极a为负极，电极b为正极，H2O2在正极放电生成OH-，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-； MnO2对电极反应具有催化作用．
故答案为：H2O2+2e-=2OH-；MnO2对电极反应具有催化作用．
（2）已知：①N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-534kJ•mol-1②H2O2（l）=H2O（l）+1/2O2（g）△H=-98.64kJ•mol-1
③H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ•mol-1
由盖斯定律，①+②×2+③×3得N2H4（g）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）△H=-534kJ•mol-1+2×（-98.64kJ•mol-1）+2×44kJ•mol-1=-643.28kJ•mol-1
故答案为：-643.28kJ•mol-1．
（3）①由图可知，B极生成O2、O3，B极反应氧化反应，电解池阳极发生氧化反应，故A为阴极．
故答案为：A．
②C处通入O2，O2发生还原反应，在酸性条件下生成水，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O．
故答案为：O2+4H++4e-=2H2O．
③若C处不通入O2，实质为电解水，D处为氢气，物质的量为
故答案为：50%．
（4）该反应反应前后气体的物质的量不变，容器体积不变，故体系压强恒定．绝热恒容密闭容器，体系温度随反应进行变化，随反应进行反应物的浓度降低，由图可知，c点以前正反应速率增大，说明正反应为放热反应，c点以后反应正反应速率降低，应是浓度影响比温度影响更大．图为正反应速率随时间变化，说明反应未到达平衡．
a．反应在c点前，温度对速率影响大，c点以后浓度减小对速率影响大，C点未达到平衡状态，故a错误；
b．反应为达平衡，b点在c点之前，浓度反应物浓度：b点大于c点，故b错误；
c．该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故c错误；
d．a～b段反应速率小于b～c段反应速率，△t1=△t2时，b～c段反应的NO更多，故NO的转化率：a～b段小于b～c段，故d正确．
故选：d．
（l）铝与某些金属氧化物在高温下的反应称为铝热反应，可用于冶炼高熔点金属．
已知：4Al（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）△H=-2830kJ•mol-1Fe2O3(s)+
铝与氧化铁发生铝热反应的热化学方程式是______．
（2）如图1所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是______；
装置②中Cu电极上的电极反应式为______．
（3）钒（V）及其化合物广泛应用于新能源领域．全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图2所示．
①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为______．
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由______色变为______色．
正确答案
（1）①4Al（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）△H=-2830kJ•mol-1，
②Fe2O3（s）+
③C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-390kJ•mol-1，
由盖斯定律可知，①×
则△H=（-2830kJ•mol-1）×
故答案为：2Al（s）+Fe2O3（s）=Al2O3（s）+2Fe（s）△H=-600kJ/mol；
（2）①发生化学腐蚀，②中构成原电池，且Fe为负极，③构成原电池，但Fe为正极，所以铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是②＞①＞③；
装置②中Cu电极上氧气得电子，发生吸氧腐蚀的电极反应，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，
故答案为：②＞①＞③；O2+2H2O+4e-=4OH-；
（3）①溶液逐渐由黄变蓝，则VO2+得电子生成VO2+，电极反应为VO2++2H++e-=VO2++H2O，故答案为：VO2++2H++e-=VO2++H2O；
②原电池中左边为正极，右边为负极，则充电时，右槽为阴极，发生还原反应，则V3+得到电子生成V2+，观察到充电时右槽溶液颜色逐渐由绿色变为紫色，
故答案为：绿；紫．
利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤．T℃时反应2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．
（1）写出该反应的热化学方程式（用E1、E2或E3表示，下同）______．
（2）T℃时将3molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生反应．2min时反应达到平衡，此时测得反应物O2还剩余0.1mol，则达到平衡时SO2的转化率为______，反应______（填“放出”或“吸收”）______热量．（用E1、E2或E3表示）
（3）下列叙述能证明该反应已达化学平衡状态的是______（填序号）
①SO2的体积分数不再发生变化 ②容器内压强不再发生变化 ③容器内气体原子总数不再发生变化 ④相同时间内消耗2n molSO2的同时生成n molO2 ⑤相同时间内消耗2n molSO2的同时生成2n molSO3
（4）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1、E2和E3的变化是：E1______，E2______，E3______（填“增大”“减小”或“不变”）．
（5）若以如图所示装置，用电化学原理生产硫酸，将SO2、O2以一定压强喷到活性电极上反应．写出两电极的电极反应式：______，为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则通入SO2和水的质量比为______．
（6）SOCl2是一种无色液体，可与碳共同构成锂电池的正极材料，且其放电时也有SO2气体产生．写出SOCl2在电池中放电时的电极反应式______．
正确答案
（1）△H=反应物吸收的能量-生成物放出的能量═-E3kJ/mol=-（E2-E1）kJ/mol，
故答案为：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H=-E3kJ/mol 或△H=-（E2-E1）kJ/mol
（2）从图象知，反应物的能量大于生成物的能量，所以该反应是放热反应．
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g） 放热 E3
反应开始 3 mol 1mol 0 E3
转化 1.8 mol 0.9mol 1.8 mol 0.9E 3
平衡 1.2mol 0.1mol 1.8 mol
所以SO2的转化率=
放出热量 0.9E 3
故答案为：60%；放出； 0.9 E3；
（3）该反应前后气体体积减小，化学平衡状态的标志：正逆反应速率相等、体系各物质的含量不变．
①②④符合条件；根据原子守恒，各元素的原子总数始终不变，故③错；⑤所指方向一致，故⑤错．
故选：①②④；
（4）加入催化剂，改变了反应历程，改变反应速率，但平衡不移动，所以E2、E1 减小，E3不变，
故答案为：E2、E1 减小，E3不变；
（5）根据原电池反应原理，还原剂在负极上发生氧化反应电极反应式为SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；，氧化剂在正极上发生还原反应电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O，该原电池的本质是2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，为维持浓度不变，SO2和O2反应生成硫酸的质量分数是50%，所需的水为反应反应的水和做溶剂的水，所以质量比为=2×64：（2×18+2×98）=16：29
故答案为：+：O2+4e-+4H+═2H2O，-：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+； 16：29；
（6）SOCl2中S的化合价是+4价，是中间价态，能发生氧化还原反应，反应中有二氧化硫生成，也有S单质生成，电池反应式为2SOCl2+4e-═S+SO2↑+4Cl-，
故答案为：2SOCl2+4e-═S+SO2↑+4Cl-．
能源是现代社会发展的支柱之一，化学能是重要的能源．
（1）下列反应中，属于吸热反应的是______（填选项序号）．a．Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl混合搅拌 b．生石灰加入水中c．盐酸与NaOH溶液反应 d．H2在O2中燃烧
（2）某同学进行如右图所示实验，测量铝与盐酸反应中的能量变化．实验表明：反应温度升高，由此判断铝与盐酸反应是______（填“吸热”或“放热”）反应，其离子方程式是______，其中还原剂是______（填化学式）．
（3）电能是现代社会应用最广泛的能源之一．下图所示为锌、铜和稀硫酸组成的原电池，其负极是______，正极的电极反应式是______．若电路中有1mol电子转移，则在标准状况下产生H2的体积为______L．
正确答案
（1）a、Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl混合搅拌后二者的反应为吸热反应，故a正确；
b、生石灰和水反应生成氢氧化钙的反应是放热反应，故b错误；
c、酸碱中和反应属于放热反应，故c错误；
d、物质的燃烧反应为放热反应，故d错误．
故选a；
（2）金属铝和酸的反应实质是2Al+6H+=2Al3++3H2↑，属于放热反应，，其中铝元素化合价升高，所以金属铝是还原剂，故答案为：放热；2Al+6H+=2Al3++3H2↑；Al；
（3）锌、铜和稀硫酸组成的原电池，其负极是较活泼的金属锌，正极是金属铜，正极的电极反应式是：2H++2e-=H2↑，若电路中有1mol电子转移，所以生成氢气的物质的量为0.5mol，体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L，
故答案为：Zn；2H++2e-=H2↑；11.2．
已知反应：CO（g）+H2O（g）⇌H2（g）+CO2（g）△H=-41.2kJ/mol，生成的CO2与H2以不同的体积比混合时在合适条件下的反应可制得CH4．
（1）850℃时在一体积为10L的恒容密闭容器中，通入一定量的CO和H2O（g），CO和H2O（g）浓度变化如右图所示，下列说法正确的是______（填序号）．
A．达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量
B．第4min时，混合气体的平均相对分子质量不再变化，可判断已达到平衡
C．第6min时，若升高温度，反应平衡常数会增大
D．第8min时，若充入CO，会导致v（正）＞v（逆），平衡向正反应方向移动
（2）850℃时，若在容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H2O、1.0mol CO2和x mol H2．若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是______．
（3）如将H2 与CO2以4：1的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4．已知：
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1=-890.3kJ/mol
H2（g）+
则CO2（g）与H2（g）反应生成CH4（g）与液态水的热化学方程式是______．
（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极．负极反应式为______，正极反应式为______．为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定．为此电池工作时必须有部分A物质参加循环，则A物质的化学式是______．实验过程中，若通入了标准状况下空气448L（假设空气中O2体积分数为20%），则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4______L．
正确答案
（1）A．1.2mol水蒸气参加反应，通常条件下放出的热量为41.2kJ/mol×1.2mol=49.44kJ，故A正确；
B．由图可知4min时到达平衡，随反应进行，混合气体总质量不变，总物质的量不变，平均相对分子质量始终不变，所以不能作为平衡状态的判断依据，故B错误；
C．该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，平衡常数减小，故C错误；
D．第8min时，若充入CO，反应物浓度增大，会导致v（正）＞v（逆），平衡向正反应方向移动，故D正确；
故选AD；
（2）由图可知，平衡时CO的浓度为0.08mol/L，则：
CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）
开始（mol/L）：0.2 0.3 0 0
变化（mol/L）：0.12 0.12 0.12 0.12
变化（mol/L）：0.08 0.18 0.12 0.12
故平衡常数k=
平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数，即
故答案为：x＜3；
（3）已知：①CH4 （g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1=-890.3kJ/mol
②H2（g）+1/2O2（g）═H2O（l）△H2=-285.8kJ/mol
由盖斯定律，②×4-①得CO2（g）+4H2（g）═CH4 （g）+2H2O（l）△H=-252.9 kJ/mol
故答案为：CO2（g）+4H2（g）═CH4 （g）+2H2O（l）△H=-252.9 kJ/mol；
（4）负极上甲烷失电子发生氧化反应，电极反应式为：CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正极上氧化剂得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2CO2+4e-=2CO32-；
电池是以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳（CO2），所以要不断补充二氧化碳，
根据转移电子相等计算，若通入了标准状况下空气448L（假设空气中O2体积分数为20%），则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4体积=
故答案为：CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，O2+2CO2+4e-=2CO32-；CO2；44.8．
目前工业上有一种用CO2来生产燃料甲醇的方法，可以将CO2变废为宝．
（1）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=_1275.6kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=_556.0kJ•mol-1
③H2O（l）=H2O（g）△H=+44.0kJ•mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式______
（2）某同学利用甲醇燃料电池为电源，设计了一种电解法制取Fe（OH）2的实验装置（如图），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色．则电源中a极为______极（填“正”或“负”），其电极反应式为______．装置上端A极电极材料是______（填化学式），B电极上的电极反应式为______．
（3）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
①该反应的正反应为______（填“吸”或“放”）热反应．
②实验1中，以v（H2）表示的平均反应速率为______．
③900℃时，按CO（g）、H2O（g）、CO2（g） 和 H2（g）的物质的量分别是0.8mol、1.0mol、0.6mol和0.8mol分别加入该容器，则此时反应的v（正）______v（逆）（填“＞”“＜”或“=”中之一）．
④实验3跟实验2相比，改变的条件可能是______．
正确答案
（1）①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=_1275.6kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=_556.0kJ•mol-1
③H2O（l）=H2O（g）△H=+44.0kJ•mol-1
依据热化学方程式和盖斯定律①-②-③×4得到CH3OH（l）+O2（g）=CO （g）+2H2O（l）△H=_447.8 kJ•mol-1；
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO （g）+2H2O（l）△H=_447.8 kJ•mol-1；
（2）甲醇燃料电池为电源电解法制取Fe（OH）2的实验装置，通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色，说明氢氧化亚铁在B电极附近生成，所以电极A为电解池的阳极，B为电解池的阴极，电源a为正极，电极反应为氧气得到电子得到电子发生还原反应，O2+4e-+2H2O=4OH-；连接正极的A电极是铁，目的是铁做阳极失电子生成亚铁离子，和阴极生成的氢氧根离子反应生成白色沉淀氢氧化亚铁；b为负极，连接电极B电极反应为：2H++2 e-=H2↑；
故答案为：正，O2+4e-+2H2O=4OH-，Fe，2H++2 e-=H2↑（或2H2O+2e-=H2+2OH-）；
（3）①CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），反应前后气体体积不变，起始量减少一半，平衡不动，应平衡时二氧化碳浓度为0.8mol/L，所以依据图表数据可知温度升高平衡状态向逆向进行，说明正反应是放热反应；
故答案为：放；
②CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）
起始量（mol）2 4 0 0
变化量（mol）1.6 1.6 1.6 1.6
平衡量（mol）0.4 2.4 1.6 1.6
实验1中，以v（H2）表示的平均反应速率=
故答案为：0.16mol/（L•min）；
③900°C平衡状态下平衡常数计算为
CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）
起始量（mol） 1 2 0 0
变化量（mol） 0.4 0.4 0.4 0.4
平衡量（mol）0.6 1.6 0.4 0.4
K=
按CO（g）、H2O（g）、CO2（g） 和 H2（g）的物质的量分别是0.8mol、1.0mol、0.6mol和0.8mol分别加入该容器
Qc=
反应逆向进行，v（正）＜v（逆）
故答案为：＜；
④实验3跟实验2相比，达到相同的平衡状态，反应前后气体体积不变，反应速率增大，说明增大压强或加入催化剂符合，改变的条件可能是使用了催化剂；加大了压强；
故答案为：使用了催化剂；加大了压强；
化学科学的重要责任在于认识自然界里存在的各种各样的、奇妙的化学反应，探索纷繁的化学反应的本质和规律．通过化学反应原理模块的学习，我们可以比较深刻地理解化学科学的精髓，提高化学学科素养．请根据所学化学反应原理，解决以下问题．
（1）依据氧化还原反应：2Ag+（aq）+Cu（s）=Cu2+（aq）+2Ag（s） 设计的双液原电池，可以提供稳定的电流．装置如图所示，其中盐桥中装有琼脂-饱和KCl溶液．
回答下列问题：
①电极X的材料和电解质溶液Y分别为______、______；
②盐桥中K+移向______（填A或B）；
③银电极发生的电极反应为______．
（2）已知：C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-396.5kJ•mol-1
H2（g）+1/2O2=H2O（g）△H2=-241.8kJ•mol-1
CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H3=-283.0kJ•mol-1
根据盖斯定律写出单质碳和水蒸气生成水煤气的热化学方程式：______．
（3）100mL 1.0mol•L-1盐酸与100mL1.0mol•L-1NaOH溶液在量热计中进行中和反应．测得反应后溶液温度升高了6.8℃，已知稀溶液的比热容为4.2kJ/℃•kg-1，则该中和反应的反应热为______．（小数点后面保留一位有效数字）
正确答案
（1）①氧化还原反应：2Ag+（aq）+Cu（s）=Cu2+（aq）+2Ag（s）中，活泼的失电子的金属Cu为负极，得电子的阳离子Ag+是电解质中的阳离子，所以电解质可以选择AgNO3溶液；
②原电池反应，B池中Ag+析出，为符合溶液的电中性，盐桥中的钾离子移向B池；
③银电极发生的电极反应为溶液中的银离子得到电子析出银单质，电极反应为：Ag++e-=Ag；
故答案为：Cu、AgNO3溶液；B；Ag++e-=Ag；
（2）①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-396.5kJ•mol-1
②H2（g）+1/2O2=H2O（g）△H2=-241.8kJ•mol-1③CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H3=-283.0kJ•mol-1
根据盖斯定律，①-②-③得到：单质碳和水蒸气生成水煤气的热化学方程式：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=128.3 kJ•mol-1
故答案为：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=128.3 kJ•mol-1；
（3）100mL 1.0mol•L-1盐酸与100mL1.0mol•L-1NaOH溶液在量热计中进行中和反应．生成水为0.1mol，测得反应后溶液温度升高了6.8℃，已知稀溶液的比热容为4.2kJ/°C•kg-1，可以根据计算公式计算得到：Q=-C（T2-T1）；稀溶液的密度可以近似为1g/ml，所以Q=-C（T2-T1）=-4.2kJ/°C•kg-1×6.8°C×（200ml×1g/ml×10-3kg/g）=5.71KJ；中和反应生成0.1molH2O，中和反应的反应热是生成1mol水时放出的热量，所以反应的中和热为57.1KJ/mol，
故答案为：57.1 kJ•mol-1．
研究化学反应对人类社会的发展进步有重要意义．
（1）已知：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H1=-92.4kJ/mol
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2=-523.6kJ/mol
H2O（g）=H2O（l）△H3=-44.0kJ/mol
根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生反应生成氨气，试写出此反应的热化学方程式______．
（2）现有反应：Cu+H2SO4═CuSO4+H2，欲通过如图1所示装置实现上述反应，请选择合适的装置在括
号内标出电极材料（填“Cu”或“C”），并且写出C电极上的电极反应式______．
（3）长期使用的锅炉需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率．水垢中含有的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去．则CaSO4 转化为CaCO3的离子方程式为______．
（4）科学研究发现纳米级Cu2O的可作为太阳光分解水的催化剂．一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10mol水蒸气，发生反应：2H2O（g）
则：
①该条件下上述反应的化学平衡常数K=______；
②若达到平衡后在t1时刻保持温度不变，将容器的体积缩小，请在图2中画出正、逆反应速率随时间变化的关系图．
正确答案
解（1）已知：①N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H1=-92.4kJ/mol
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2=-523.6kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H3=-44.0kJ/mol
则反应2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）等于①×2-3×②-6×③，所以△H=2△H1-3△H2-6△H3=-1650 kJ/mol，
故答案为：2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）△H=-1650 kJ/mol；
（2）Cu和H2SO4之间的反应是非自发的，需要电解池实现，金属铜作阳极，阴极是导体即可，电解质为硫酸，即：
，
C电极为阴极，反应为：2H++2e-→H2↑，故答案为：
；2H++2e-→H2↑；
（3）沉淀向着更难溶的方向转化，CaSO4和碳酸钠反应转化为CaCO3的离子方程式为：CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq），
故答案为：CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq）；
（4）①根据表中数据，可以看出反应在60min时达到平衡，则
2H2O（g）
初始浓度：0.05 0 0
变化浓度：0.002 0.002 0.001
平衡浓度：0.048 0.002 0.001
则平衡常数K=
则压强增大，正逆反应速率均增大，平衡向着气体体积减小的方向进行，即向左进行，所以逆反应速率还是大于正反应速率，即
，
故答案为：1.7×10-6mol/L；
．
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