Question

4．二甲基亞砜有消炎止痛、鎮靜等作用．甲醇和硫化氫在γ-Al₂O₃催化劑作用下生成甲硫醚（CH₃-S-CH₃），甲硫醚再與NO₂反應制取二甲基亞砜，有關反應如下：
反應①2CH₃OH（l）+H₂S（g）═（CH₃）₂S（l）+2H₂O（l）△H=-akJ•mol^-1
反應②（CH₃）₂S（l）+NO₂（g）═（CH₃）₂SO（l）+NO（g）△H=-bkJ•mol^-1
反應③2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-ckJ•mol^-1
（1）寫出用甲硫醚直接和氧氣反應制取二甲基亞砜的熱化學反應方程式2（CH₃）₂S（l）+O₂（g）=2（CH₃）₂SO（l）△H=-（2b+c）kJ•mol^-1，
（2）能說明反應2CH₃OH（l）+H₂S（g）?（CH₃）₂S（l）+2H₂O（l）達平衡狀態的是BC．
A．v（CH₃OH）=2v（H₂S）   B．恒容容器中，體系的壓強不再改變
C．恒容容器中，體系中氣體的密度不再改變   D．恒容容器中，氣體的摩爾質量不再改變
（3）反應③在一定條件下可達到平衡，則此條件下該反應平衡常數表達式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•c（{O}_{2}）}$．
（4）N₂O₅是一種新型綠色硝化劑，其制備方法有以下兩種．
方法一：4NO₂（g）+O₂（g）═2N₂O₅（g）；△H=-56.76kJ•mol^-1常溫下，該反應能逆向自發進行，則逆向反應的△S＞0（填“＞、＜”或“=”）．
方法二：用硼氫化鈉燃料電池作電源，采用電解法制備得到N₂O₅．工作原理如圖：
硼氫化鈉燃料電池的正極反應式H₂O₂+2e^-=2OH^-．

Answer 1

分析 （1）根據蓋斯定律來分析；
（2）根據反應方程式的特點以及平衡狀態的本質時正逆反應速率相等來分析，注意反應中只有硫化氫為氣體這一特點；
（3）根據平衡常數等于生成物的濃度冪之積與反應物的濃度冪之積的比值；
（4）逆向進行時，生成氣體的物質的量增多，混亂度增大；根據鈉離子移動方向，判斷加入過氧化氫的一極為原電池的正極，發生還原反應．

解答 解：（1）利用蓋斯定律，將②×2+③可得反應的熱化學方程式為：2（CH₃）₂S（l）+O₂（g）=2 （CH₃）₂SO（l）△H=-（2b+c）kJ•mol^-1，
故答案為：2（CH₃）₂S（l）+O₂（g）=2 （CH₃）₂SO（l）△H=-（2b+c）kJ•mol^-1；
（2）A、無論反應是否達到平衡狀態，都滿足v（CH₃OH）=2v（H₂S），故A錯誤；
B、反應2CH₃OH（l）+H₂S（g）?（CH₃）₂S（l）+2H₂O（l）中只有硫化氫為氣體，當反應達到平衡時，硫化氫氣體的物質的量不變，壓強不變，故B正確；
C、只有硫化氫為氣體，氣體的質量和物質的量不變時則反應達到平衡，體積始終不變，當硫化氫氣體的物質的量不變，氣體的質量不變，則密度不變，故C正確；
D、只有硫化氫為氣體，無論反應是否達到平衡狀態，硫化氫的相對分子質量都不變，故D錯誤；
故答案為：BC；
（3）平衡常數是生成物的濃度冪之積與反應物的濃度冪之積的比值，據此可書寫平衡常數的表達式應為$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•c（{O}_{2}）}$，故答案為：$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•c（{O}_{2}）}$；
（4）逆向進行時生成氣體的物質的量增多，混亂度增大，即△S＞0，在原電池中陽離子向正極移動，所以判斷加入過氧化氫的一極為原電池的正極，正極上發生還原反應，過氧化氫得電子被還原，反應式為：H₂O₂+2e^-=2OH^-，故答案為：＞；H₂O₂+2e^-=2OH^-．

點評 本題主要考查了蓋斯定律的應用、平衡狀態的判斷以及電化學知識，注意知識的遷移應用是關鍵，難度中等．