20.(1)用甲烷制氫是一種廉價(jià)的制氫方法.有關(guān)的熱化學(xué)方程式如下:
CH4(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?CO(g)+2H2(g);△H=-36kJ/mol…①
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g);△H=+216kJ/mol…②
①下列說(shuō)法正確的是C、D.
A.2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)△H=+504kJ/mol
B.當(dāng)反應(yīng)①中υ(CH4=υ(CO)時(shí),表明該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)
C.其它條件不變時(shí),增大體系壓強(qiáng),反應(yīng)①②中甲烷的轉(zhuǎn)化率均減小
D.為維持恒定溫度(不考慮熱量損失),某反應(yīng)器中同時(shí)發(fā)生反應(yīng)①與②時(shí),消耗甲烷的物質(zhì)的量之比為6:1
②某溫度下,在100L反應(yīng)器中充入甲烷和水蒸汽的物質(zhì)的量分別為100mol和300mol時(shí),假定只發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g).當(dāng)甲烷的轉(zhuǎn)化率為0.5時(shí),此時(shí)平衡常數(shù)為1.35.
(2)發(fā)藍(lán)液是由NaNO3、NaNO2及NaOH配成的,在加熱條件下,通過(guò)三步反應(yīng)使鐵表面生成一層致密的Fe3O4
3Fe+NaNO2+5NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na2FeO2+H2O+NH3↑…①;
8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Na2Fe2O4+3NH3↑…②;
以及第三步生成四氧化三鐵.請(qǐng)補(bǔ)充第三步反應(yīng)的方程式并配平:Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4↓+4NaOH.
(3)將固體草酸錳MnC2O4•2H2O放在一個(gè)可以稱(chēng)出質(zhì)量的容器里加熱.固體質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示(質(zhì)量單位為g):則214℃時(shí),剩余固體的成分為MnC2O4.(填化學(xué)式);在280℃時(shí),剩余固體的成分為MnO.(填化學(xué)式)

分析 (1)①A.由反應(yīng)②-①可計(jì)算H2O(g)=H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)的△H,氣態(tài)水的能量比液態(tài)水能量高;
B.速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比,表明的是正反應(yīng)速率之比;
C.反應(yīng)均為氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng);
D、維持恒定溫度,吸收與放出的熱量相等;
②CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
開(kāi)始  1        3       0        0
轉(zhuǎn)化  0.5     0.5      0.5     1.5
平衡  0.5     2.5      0.5     1.5
K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比;
(2)由①②及生成四氧化三鐵可知,Na2FeO2、Na2Fe2O4發(fā)生反應(yīng);
(3)由圖象中的數(shù)據(jù)可知,加熱到50℃不發(fā)生反應(yīng),加熱到100℃~214℃時(shí)發(fā)生失去結(jié)晶水的反應(yīng),質(zhì)量在減少,214℃~280℃發(fā)生分解反應(yīng),根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)計(jì)算,以此來(lái)分析.

解答 解:(1)①A.由反應(yīng)②-①可計(jì)算H2O(g)=H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)的△H=+252kJ•mol-1,則2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H=+504kJ•mol-1,氣態(tài)水的能量比液態(tài)水能量高,故A錯(cuò)誤;
B.當(dāng)反應(yīng)①中υ(CH4=υ(CO)時(shí),速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比,為正反應(yīng)速率之比,不能表明該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)均為氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),所以反應(yīng)①②中甲烷的轉(zhuǎn)化率均減小,故C正確;
D、維持恒定溫度,吸收與放出的熱量相等,則反應(yīng)器中同時(shí)發(fā)生反應(yīng)①與②時(shí),消耗甲烷的物質(zhì)的量之比為$\frac{216}{36}$=6:1,故D正確;
故答案為:CD;
②CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
開(kāi)始   1       3        0       0
轉(zhuǎn)化 0.5      0.5      0.5      1.5
平衡 0.5      2.5      0.5      1.5
K=$\frac{0.5×1.{5}^{3}}{0.5×2.5}$=1.35;
故答案為:1.35;
(2)由①②及生成四氧化三鐵可知,Na2FeO2、Na2Fe2O4發(fā)生反應(yīng),該反應(yīng)為Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4↓+4NaOH,
故答案為:Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4↓+4NaOH;
(3)假設(shè)晶體全部失去結(jié)晶水生成草酸錳質(zhì)量為x,
     MnC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnC2O4+2H2O
     179           143
     1.000g         x
解得x≈0.8g,
依據(jù)圖象數(shù)值分析可知,214℃時(shí),結(jié)晶水已全部失去,剩余固體的成分為MnC2O4,
280℃時(shí),由固體質(zhì)量在減小,則草酸錳分解生成的是氧化錳和一氧化碳、二氧化碳,
設(shè)生成氧化錳質(zhì)量為y,
 MnC2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnO+CO2↑+CO↑
143       71
0.8g       y
解得y≈0.4g,
則280℃時(shí)分解完全,剩余固體的成分為MnO;
故答案為:MnC2O4;MnO.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了反應(yīng)熱的計(jì)算、平衡狀態(tài)的判斷、K的有關(guān)計(jì)算、根據(jù)方程式的計(jì)算等,側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力和計(jì)算能力,題目難度中等.

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

10.下列說(shuō)法中不正確的是(  )
A.離子化合物中可能含有共價(jià)鍵
B.在共價(jià)化合物中一定含有共價(jià)鍵
C.含離子鍵的化合物一定是離子化合物
D.含有共價(jià)鍵的化合物一定是共價(jià)化合物

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

11.已知斷裂1molC-H鍵,要吸收熱量414.4kJ;斷裂1mol C-C鍵,要吸收熱量347.4kJ;生成1mol C═C鍵,會(huì)放出熱量615.3kJ;生成1mol H-H鍵,會(huì)放出熱量435.3kJ,某有機(jī)物分解的反應(yīng)可表示為:

若在反應(yīng)中消耗了1mol乙烷(反應(yīng)物),則有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( 。
A.該反應(yīng)放出251.2 kJ的熱量B.該反應(yīng)吸收251.2 kJ的熱量
C.該反應(yīng)放出125.6 kJ的熱量D.該反應(yīng)吸收125.6 kJ的熱量

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

8.下列關(guān)系圖中,A是一種正鹽,B是氣態(tài)氫化物,C是單質(zhì),F(xiàn)是強(qiáng)酸.當(dāng)X無(wú)論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿時(shí)都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他反應(yīng)產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去),當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí),過(guò)量的B跟Cl2反應(yīng)除生成C外,另一產(chǎn)物是鹽酸鹽.A$\stackrel{X}{→}$B$\stackrel{Cl_{2}}{→}$C$\stackrel{O_{2}}{→}$D$\stackrel{O_{2}}{→}$E$\stackrel{H_{2}O}{→}$F.
下列說(shuō)法中不正確的是( 。
A.B也可在O2作用下直接轉(zhuǎn)化為D
B.當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí),A可能是Na2S,F(xiàn)是H2SO4
C.當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí),過(guò)量的B與Cl2發(fā)生的反應(yīng)為:3Cl2+2NH3═N2+6HCl
D.無(wú)論X是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿,在一定條件下,B和D都能相互反應(yīng)生成C單質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

15.(1)硫酸銨在強(qiáng)熱條件下分解,生成氨、二氧化硫、氮?dú)夂退,其化學(xué)方程式如下:3(NH42SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NH3↑+3SO2↑+N2↑+6H2O,反應(yīng)生成的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物分子個(gè)數(shù)之比為1:3.
(2)某鈉鹽A的溶液,實(shí)驗(yàn)時(shí)有以下一現(xiàn)象:(1)加入Ba(NO32溶液時(shí)出現(xiàn)白色沉淀,(2)加入Na2CO3,有氣泡產(chǎn)生,由此可判斷出該鈉鹽A為NaHSO4(化學(xué)式),寫(xiě)出有關(guān)離子方程式Ba2++SO42-=BaSO4↓,CO32-+2H+=H2O+CO2↑.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

5.可逆反應(yīng)N2+3H2?2NH3的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來(lái)表示.下列各關(guān)系中能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是( 。
A.(N2)=υ(H2B.υ(N2)=υ(NH3C.υ(N2)=3υ(H2D.(H2)=3υ(NH3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.不純的金屬X混有Z金屬,生銹時(shí)X先腐蝕,將X、Y組成原電池時(shí),X是電池的正極,則X、Y、Z三種金屬活動(dòng)性的是( 。
A.X>Y>ZB.Y>X>ZC.X>Z>YD.Y>Z>X

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

10.(1)CH3-CH3→CH2=CH2+H2,有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下:
化學(xué)鍵C-HC=CC-CH-H
鍵能(kJ/mol)414.4615.3347.4435.3
寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式CH3-CH3(g)→CH2=CH2(g)+H2(g)△H=+125.6 kJ•mol-1
(2)已知下列兩個(gè)熱化學(xué)方程式:
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1
C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220kJ•mol-1
根據(jù)上面兩個(gè)熱化學(xué)方程式,試回答下列問(wèn)題:
H2的燃燒熱為285.8kJ/mol,1mol H2和2mol C3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為4725.8kJ.
(3)火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水.當(dāng)它們混合反應(yīng)時(shí),即產(chǎn)生大量氮?dú)夂退魵,并放出大量的熱.已?.4mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應(yīng),生成氮?dú)夂退魵,放?56kJ 的熱量.寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2H4(l)+2 H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(g)△H=-640kJ/mol,此反應(yīng)用于火箭推進(jìn),除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外,還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是生成N2和H2O,對(duì)環(huán)境無(wú)污染.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

11.在一定條件下,下列藥物的主要成分都能發(fā)生①取代反應(yīng)   ②加成反應(yīng)   ③水解反應(yīng)   ④中和反應(yīng)四種反應(yīng)的是(  )
A.
維生素
B.
膽固醇
C.
芬必得
D.
阿斯匹林

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