Question

【題目】天然氣是一種重要的清潔能源和化工原料，其主要成分為甲烷。

已知：,則反應(yīng)______ 。

天然氣的一個重要用途是制取，其原理為：。一定條件下，在密閉容器中，通入物質(zhì)的量濃度均為的與，在發(fā)生反應(yīng)時，測得的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強的關(guān)系如圖1所示，

該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為______ 。

壓強 ______ 填“大于”或“小于”；壓強為時，在Y點：正 ______ 逆填“大于“、“小于”或“等于“。

天然氣中的少量雜質(zhì)常用氨水吸收，產(chǎn)物為。一定條件下向溶液中通入空氣，得到單質(zhì)硫并使吸收液再生，寫出再生反應(yīng)的化學方程式為______ 。

工業(yè)上又常將從天然氣分離出的，在高溫下分解生成硫蒸氣和，若反應(yīng)在不同溫度下達到平衡時，混合氣體中各組分的體積分數(shù)如圖2所示，在高溫下分解反應(yīng)的化學方程式為______ 。

科學家用氮化鎵材料與銅組裝如圖3的人工光合系統(tǒng)，利用該裝置成功地實現(xiàn)了以和合成。

寫出銅電極表面的電極反應(yīng)式為______ 。

為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率，可向裝置中加入少量______ 選填“鹽酸”或“硫酸”。

Answer 1

【答案】 小于 大于 硫酸

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律分析解答；(2)①根據(jù)化學平衡常數(shù)表達的意義書寫，利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積得到；②該反應(yīng)正向為體積增大的方向，壓強越大，CH4的轉(zhuǎn)化率越��；壓強為P2時, 在Y點反應(yīng)未達到平衡，則反應(yīng)正向移動；(3) NH4HS中硫元素為-2價，具有還原性能被氧氣氧化為硫單質(zhì)；
(4)根據(jù)題意知該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物是硫化氫，根據(jù)圖象知，生成物中含有S元素的物質(zhì)是氫氣的一半，則生成物是S2和H2，再結(jié)合反應(yīng)條件書寫方程式；(5)①由電池裝置圖可知，Cu上二氧化碳得電子生成甲烷；②根據(jù)酸的揮發(fā)性分析。

根據(jù)蓋斯定律：；；，則反應(yīng)，故答案為：；

已知，其平衡常數(shù)表達式是，

故答案為：；

該反應(yīng)正向為體積增大的方向，壓強越大，的轉(zhuǎn)化率越小，已知相同溫度下，條件下的轉(zhuǎn)化率大于，則小于；壓強為時，在Y點反應(yīng)未達到平衡，則反應(yīng)正向移動，所以正大于逆，故答案為：小于；大于；

中硫元素為價，具有還原性能被氧氣氧化為硫單質(zhì)，則一定條件下向溶液中通入空氣，得到單質(zhì)硫和氨水，則反應(yīng)方程式為：，故答案為：；

根據(jù)題意知，反應(yīng)物是硫化氫，根據(jù)圖象知，在高溫條件下分解，生成的兩種產(chǎn)物的體積分數(shù)逐漸增大；且圖中兩種產(chǎn)物的體積分數(shù)大小比值約為。再由的組成可知生成的的量更大，設(shè)在高溫條件下分解的關(guān)系式為，依據(jù)H元素守恒可得，再由S元素守恒知。由圖可知該反應(yīng)未進行完全，應(yīng)為可逆反應(yīng)，故H在高溫條件下分解的化學方程式為；故答案為：；

由電池裝置圖可知，Cu上二氧化碳得電子生成甲烷，則Cu電極上的電極反應(yīng)為：，故答案為：；

可向裝置中加入少量的酸作電解質(zhì)，由于鹽酸易揮發(fā)，生成的甲烷中會混有HCl氣體，而且氯離子可能在陽極放電生成氯氣，所以選用硫酸，不用鹽酸，故答案為：硫酸。