Question

4．二甲基亚砜有消炎止痛、镇静等作用．甲醇和硫化氢在γ-Al₂O₃催化剂作用下生成甲硫醚（CH₃-S-CH₃），甲硫醚再与NO₂反应制取二甲基亚砜，有关反应如下：
反应①2CH₃OH（l）+H₂S（g）═（CH₃）₂S（l）+2H₂O（l）△H=-akJ•mol^-1
反应②（CH₃）₂S（l）+NO₂（g）═（CH₃）₂SO（l）+NO（g）△H=-bkJ•mol^-1
反应③2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-ckJ•mol^-1
（1）写出用甲硫醚直接和氧气反应制取二甲基亚砜的热化学反应方程式2（CH₃）₂S（l）+O₂（g）=2（CH₃）₂SO（l）△H=-（2b+c）kJ•mol^-1，
（2）能说明反应2CH₃OH（l）+H₂S（g）?（CH₃）₂S（l）+2H₂O（l）达平衡状态的是BC．
A．v（CH₃OH）=2v（H₂S）   B．恒容容器中，体系的压强不再改变
C．恒容容器中，体系中气体的密度不再改变   D．恒容容器中，气体的摩尔质量不再改变
（3）反应③在一定条件下可达到平衡，则此条件下该反应平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•c（{O}_{2}）}$．
（4）N₂O₅是一种新型绿色硝化剂，其制备方法有以下两种．
方法一：4NO₂（g）+O₂（g）═2N₂O₅（g）；△H=-56.76kJ•mol^-1常温下，该反应能逆向自发进行，则逆向反应的△S＞0（填“＞、＜”或“=”）．
方法二：用硼氢化钠燃料电池作电源，采用电解法制备得到N₂O₅．工作原理如图：
硼氢化钠燃料电池的正极反应式H₂O₂+2e^-=2OH^-．

Answer 1

分析 （1）根据盖斯定律来分析；
（2）根据反应方程式的特点以及平衡状态的本质时正逆反应速率相等来分析，注意反应中只有硫化氢为气体这一特点；
（3）根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值；
（4）逆向进行时，生成气体的物质的量增多，混乱度增大；根据钠离子移动方向，判断加入过氧化氢的一极为原电池的正极，发生还原反应．

解答 解：（1）利用盖斯定律，将②×2+③可得反应的热化学方程式为：2（CH₃）₂S（l）+O₂（g）=2 （CH₃）₂SO（l）△H=-（2b+c）kJ•mol^-1，
故答案为：2（CH₃）₂S（l）+O₂（g）=2 （CH₃）₂SO（l）△H=-（2b+c）kJ•mol^-1；
（2）A、无论反应是否达到平衡状态，都满足v（CH₃OH）=2v（H₂S），故A错误；
B、反应2CH₃OH（l）+H₂S（g）?（CH₃）₂S（l）+2H₂O（l）中只有硫化氢为气体，当反应达到平衡时，硫化氢气体的物质的量不变，压强不变，故B正确；
C、只有硫化氢为气体，气体的质量和物质的量不变时则反应达到平衡，体积始终不变，当硫化氢气体的物质的量不变，气体的质量不变，则密度不变，故C正确；
D、只有硫化氢为气体，无论反应是否达到平衡状态，硫化氢的相对分子质量都不变，故D错误；
故答案为：BC；
（3）平衡常数是生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值，据此可书写平衡常数的表达式应为$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•c（{O}_{2}）}$，故答案为：$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）•c（{O}_{2}）}$；
（4）逆向进行时生成气体的物质的量增多，混乱度增大，即△S＞0，在原电池中阳离子向正极移动，所以判断加入过氧化氢的一极为原电池的正极，正极上发生还原反应，过氧化氢得电子被还原，反应式为：H₂O₂+2e^-=2OH^-，故答案为：＞；H₂O₂+2e^-=2OH^-．

点评 本题主要考查了盖斯定律的应用、平衡状态的判断以及电化学知识，注意知识的迁移应用是关键，难度中等．