(20分)能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ),我國目前使用的能源主要是化石燃料。(1) 在25℃、101 kPa時,16 g CH4完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量是890.31 kJ,則CH4燃燒的熱化學(xué)方程式為__________________________________________。
(2) 已知:C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-437.3 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)===H2O(g);ΔH=-285.8 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-283.0 kJ·mol-1
則煤氣化反應(yīng)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) 的焓變ΔH=_____________。
(3) 高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一,其基本反應(yīng)為:
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)  ΔH>0,已知在1100℃時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=0.263。
① 溫度升高,化學(xué)平衡移動后達(dá)到新的平衡,此時平衡常數(shù)K值__________(填“增大”、“減小”或“不變”);
② 1100℃時測得高爐中,c(CO2)=0.025mol·L-1,c(CO)="0.1" mol·L-1,則在這種情況下,該反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)____________(填“是”或“否”),其判斷依據(jù)是______
____________________________________________________________。
(4) 如下圖所示組成閉合回路,其中,甲裝置中CH4為負(fù)極,O2和CO2的混合氣體為正極,稀土金屬材料為電極,以熔融碳酸鹽為電解質(zhì);乙裝置中a、b為石墨,b極上有紅色物質(zhì)析出,CuSO4溶液的體積為200 mL。

① 甲裝置中氣體A為        (填“CH4”或“O2和CO2”),d極上的電極反應(yīng)式為
_____________________________________。
② 乙裝置中a極上的電極反應(yīng)式為__________________________________。
若在a極產(chǎn)生112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,則甲裝置中消耗CH4________ mL (標(biāo)準(zhǔn)狀況),乙裝置中所得溶液的pH=__________。(忽略電解前后溶液體積變化)
③ 如果乙中電極不變,將溶液換成飽和Na2SO4溶液,當(dāng)陰極上有a mol氣體生成時,同時有w g Na2SO4·10H2O晶體析出,若溫度不變,剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為__________________________(用含w、a的表達(dá)式表示,不必化簡)。
(1) CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  △H= -890.31kJ·mol-1  (2分)
(2) +131.5 kJ·mol-1   (2分)
(3)  ① 增大  (1分)
② 否 (1分)   因為Qc=c(CO2)/c(CO)=0.25<K=0.263   (2分)
(4)  ① CO2 (2分)   O2+4e+2CO2=2CO32- (2分)
② 4OH-4e = O2↑+2H2O (2分)    56  (2分)        1  (2分)
③ (142/322)/( w+18a)×100%     (2分)
本題為化學(xué)反應(yīng)與能量綜合考查題。(1)為熱化學(xué)方程式的書寫,需要注意問題有反應(yīng)與計量系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系,物質(zhì)狀態(tài),吸熱與放熱等,可以寫出CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -890.31kJ·mol-1  ;(2)考查蓋斯定律的應(yīng)用。三個方程式依次編號為①②③,目標(biāo)方程式等于①-②-③,故ΔH=-437.3-(-285.8)-(-283.0)=+131.5KJ/mol;(3)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度升高,平衡正向移動,故K增大,Q==0.25<K,故平衡平衡正向移動;(4)甲為燃料電池,乙為電解池,b有紅色物質(zhì)析出,發(fā)生Cu2++2e-=Cu,為陰極,故A為負(fù)極,通入CH4,d為正極電解質(zhì)為熔融的碳酸鹽,故有  O2+4e+2CO2= CO;將CuSO4換成Na2SO4;陽極產(chǎn)生O2,陰極產(chǎn)生H2,amol,故電解水為amol,18ag,原來為飽和溶液,電解后還是飽和溶液。將wgNa2SO4·10H2O溶解在18ag水中同樣為飽和溶液,故溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列圖像表達(dá)正確的是

A.稀硫酸的稀釋
B.等量的鹽酸與過量的鋅粉反應(yīng)
C.氫氣與氧氣反應(yīng)中的能量變化
D.氣態(tài)氫化物沸點

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:問答題

(16分) 氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由SiO2與過量焦炭在1300-1700oC的氮氣流中反應(yīng)制得3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g) Si3N4(s)+6CO(g)
(1)上述反應(yīng)氧化劑是                ,已知該反應(yīng)每轉(zhuǎn)移1mole,放出132.6kJ的熱量,該方程式的?H =                 
(2)能判斷該反應(yīng)(在體積不變的密閉容器中進(jìn)行)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(       )
A.焦炭的質(zhì)量不再變化               B.N2和CO速率之比為1:3
C.生成6molCO同時消耗1mol Si3N4    D.混合氣體的密度不再變化
(3)下列措施中可以促進(jìn)平衡右移的是(       )
A.升高溫度   B.降低壓強(qiáng)    C.加入更多的SiO2    D.充入N2
(4)該反應(yīng)的溫度控制在1300-1700oC的原因是             。
(5)某溫度下,測得該反應(yīng)中N2和CO各個時刻的濃度如下,求0—20 min內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率           ,該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=               。
時間/min
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
N2濃度/mol·L-1
4.00
3.70
3.50
3.36
3.26
3.18
3.10
3.00
3.00
3.00
CO濃度/mol·L-1
0.00
0.90
1.50
1.92
2.22
2.46
2.70
 
 
 

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

(16分)甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。工業(yè)上常用CO和H2反應(yīng)生產(chǎn)CH3OH,并開發(fā)出甲醇燃料電池。
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)     △H=-283.0 kJ·mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)   △H=-1453.0 kJ·mol-1
則CH3OH(l)不完全燃燒生成CO(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式為                    
(2)工業(yè)上常利用反應(yīng)CO(g)+2H2(g)≒CH3OH(g)  △H<0合成甲醇,在230℃~270℃最為有利。為研究合成氣最合適的起始組成比,分別在230℃、250℃和270℃進(jìn)行實驗,結(jié)果如圖。

圖11

 
230℃的實驗結(jié)果所對應(yīng)的曲線是      (填字母);該溫度下工業(yè)生產(chǎn)適宜采用的合成氣組成n(H2):n(CO) 的比值范圍是        (填字母)。

A.1~1.5        B.2.5~3      C.3.5~4.5
(3)制甲醇所需要的氫氣,可用下列反應(yīng)制。篐2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g) △H<0,某溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1。試回答下列問題:
①該溫度下,若起始時c(CO)="1" mol·L-1,c(H2O)="2" mol·L-1,反應(yīng)進(jìn)行一段時間后,測得H2的濃度為0.5 mol·L-1,則此時該反應(yīng)v(正)       v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②若降低溫度,該反應(yīng)的K值將       (填“增大”、“減     小”或“不變”)。
(4)某實驗小組設(shè)計了如圖所示的甲醇燃料電池裝置。

①該電池工作時,OH     極移動(填“a”或“b”)。
②工作一段時間后,測得溶液的pH減小,該電池負(fù)極反應(yīng)式為                        ,電池總反應(yīng)的離子方程式為                    。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

對于敞口容器中的化學(xué)反應(yīng)Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g) ,下列敘述不正確的是

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

(16分).鉻化學(xué)豐富多彩,由于鉻光澤度好,常將鉻鍍在其他金屬表面,同鐵、鎳組成各種性能的不銹鋼,CrO3大量地用于電鍍工業(yè)中。
(1)在下圖裝置中,觀察到圖1裝置銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣泡,而圖 2裝置中銅電極上無氣體產(chǎn)生,鉻電極上產(chǎn)生大量有色氣體。由圖 1 知金屬鉻的活動性比銅_____(填強(qiáng),弱),圖 2裝置中鉻電極的電極反應(yīng)式            

(2)CrO3具有強(qiáng)氧化性,遇到有機(jī)物(如酒精)時,猛烈反應(yīng)以至著火,若該過程中乙醇被氧化成乙酸, CrO3被還原成綠色的硫酸鉻[Cr2(SO4)3]。則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________。
(3)存在平衡:2CrO42(黃色)+2H+Cr2O72(橙色)+H2O
①若平衡體系的pH=2,則溶液顯           色.
②能說明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是            。
a.Cr2O72和CrO42的濃度相同  b.2v (Cr2O72) ="v" (CrO42)   c.溶液的顏色不變
(4)CrO3和 K2Cr2O7均易溶于水,這是工業(yè)上造成鉻污染的主要原因。凈化處理方法之一是將含+6價 Cr 的廢水放入電解槽內(nèi),用鐵作陽極,加入適量的NaCl進(jìn)行電解:陽極區(qū)生成的Fe2+和Cr2O72發(fā)生反應(yīng),生成的Fe3+和Cr3+在陰極區(qū)與OH結(jié)合生成 Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去[已知 KspFe(OH)3=4.0×10-38,KspCr(OH)3=6.0×10-31]。
①電解過程中 NaCl 的作用是__________________________。
②已知電解后的溶液中c(Fe3+)為2.0×10-13 mol·L1,則溶液中c(Cr3+)為____ mol·L-1。
(5)CrO3的熱穩(wěn)定性較差,加熱時逐步分解,其固體殘留率隨溫度的變化如下圖所示。

從開始加熱到 750K 時總反應(yīng)方程式為_______________________。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

在一密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):A(g)+B(g) C(g)+D(g),其化學(xué)平衡常數(shù)K隨溫度變化的關(guān)系如下表所示,則下列有關(guān)判斷正確的是
T/℃
800
850
1 000
1 200
K
0.9
1.0
1.7
2.4
A.若A的濃度增加到原平衡的2倍,則平衡一定正向移動
B.該反應(yīng)的ΔH>0
C.在850℃條件下,反應(yīng)達(dá)到平衡時,容器中各物質(zhì)的濃度一定相等
D.A的轉(zhuǎn)化率越大,平衡常數(shù)越大

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列說法不正確的是
A.向純水中加入鹽酸使水的電離平衡逆向移動,水的離子積不變
B.NH3(g)+HCl(g)==NH4Cl(s)△H<0,低于一定溫度自發(fā),高于一定溫度非自發(fā)
C.鉛蓄電池在放電過程中,負(fù)極質(zhì)量減少,正極質(zhì)量增加
D.用飽和Na2CO3溶液處理BaSO4沉淀,可將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:計算題

(9分)有電解裝置如圖4-37。圖中B裝置盛1 L 2 mol·L-1 Na2SO4溶液,A裝置中盛?1 L 2 mol·L-1 AgNO3溶液。通電后,潤濕KI淀粉試紙的C端變藍(lán)色,電解一段時間后,試回答:

圖4-37
(1)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。
(2)在B中觀察到的現(xiàn)象是_________________________。
(3)室溫下,若從電解開始到時間為t時,A、B裝置中共收集到氣體0.168 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),若電解過程中無其他副反應(yīng)發(fā)生,且溶液體積變化忽略不計,則在t時,A溶液的pH為_______。

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