分析 (1)①根據(jù)反應方程式2NO(g)+2CO(g)$\stackrel{催化劑}{?}$2CO2(g)+N2(g)及平衡常數(shù)的概念寫出該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K;
②a.達平衡后正、逆速率相等,且不再變化;
b.平衡后,溫度為定值,平衡常數(shù)不變,結(jié)合反應熱判斷隨反應進行容器內(nèi)溫度變化,判斷溫度對化學平衡常數(shù)的影響;
c.1時刻后二氧化碳、NO的物質(zhì)的量發(fā)生變化,最后不再變化;
d.達平衡后各組分的含量不發(fā)生變化;
(2)根據(jù)蓋斯定律,由已知熱化學方程式乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減構(gòu)造目標熱化學方程式;
(3)①原電池負極發(fā)生氧化反應,甲烷在負極通入,酸性條件下,發(fā)生氧化反應生成CO2、H+;電池中總反應為甲烷燃燒生成二氧化碳和水;
②根據(jù)氯化鈉的物質(zhì)的量及電解方程式來求溶液中生成的氫氧根離子濃度,再計算出溶液的pH;
③電解過程中,陽極先生成氯氣,之后電解水過程中生成氧氣,根據(jù)氫氣的總物質(zhì)的量判斷陽極生成氣體的總物質(zhì)的量,然后計算出標況下的陽極生成氣體的體積.
解答 解:(1)①反應方程式2NO(g)+2CO(g)$\stackrel{催化劑}{?}$2CO2(g)+N2(g)的化學平衡常數(shù)表達式為:K=$\frac{c({N}_{2}){c}^{2}(C{O}_{2})}{{c}^{2}(NO){c}^{2}(CO)}$,
故答案為:$\frac{c({N}_{2}){c}^{2}(C{O}_{2})}{{c}^{2}(NO){c}^{2}(CO)}$;
②a.到達平衡后正、逆速率相等,不再變化,t1時刻V正最大,之后隨反應進行速率發(fā)生變化,未到達平衡,故a錯誤;
b.該反應正反應為放熱反應,隨反應進行溫度升高,化學平衡常數(shù)減小,到達平衡后,溫度為定值,達到最高,平衡常數(shù)不變,故b正確;
c.t1時刻后二氧化碳、NO的物質(zhì)的量發(fā)生變化,t1時刻未到達平衡狀態(tài),故c錯誤;
d.t1時刻NO的質(zhì)量分數(shù)為定值,說明NO的濃度、百分含量不再變化,即t1時刻已經(jīng)達到平衡狀態(tài),故d正確,
故答案為:bd;
(2)已知:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-867kJ/mol①
2NO2(g)?N2O4(g)△H2=-56.9kJ/mol②
H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol③
根據(jù)蓋斯定律,①-②+③×2可得CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l),故△H=-867kJ/mol-(-56.9kJ/mol)+2(-44.0)kJ/mol=-898.1kJ/mol 即CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)△H=-898.1kJ/mol,
故答案為:CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)△H=-898.1kJ/mol;
(3)①、原電池負極發(fā)生氧化反應,甲烷在負極通入,酸性條件下,發(fā)生氧化反應生成CO2、H+,負極電極反應式為:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+,甲烷燃料電池總反應化學方程式為CH4+2O2=2H2O+CO2,
故答案為:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+;CH4+2O2=2H2O+CO2;
②100mL 1mol/L食鹽水中含有氯化鈉0.1mol,根據(jù)反應方程式2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑可知,電解0.1molNaCl生成0.1mol氫氧化鈉和0.05mol氫氣,同時生成0.05mol氯氣;繼續(xù)電解實質(zhì)為電解水,標況下2.24L氫氣的物質(zhì)的量為0.1mol,電解水生成氫氣為0.1mol-0.05mol=0.05mol,生成0.05mol氫氣會生成0.025mol氧氣,則電解過程中陽極總共生成0.05mol+0.025mol=0.075mol氣體,
電解生成標況下2.24L氫氣時,生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量為:0.1mol,此時溶液中氫氧根離子濃度為:$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L,溶液中氫離子濃度為:c(H+)=$\frac{1×1{0}^{-14}}{1}$=10-14mol/L,所以溶液的pH=14,
故答案為:14;
③根據(jù)②的分析可知,電解過程中陽極生成了0.05mol氯氣和0.025mol氧氣,總共生成0.075mol氣體,標準狀況下陽極生成氣體的體積為:22.4L/mol×0.075mol=1.68,
故答案為:1.68.
點評 本題考查了化學平衡常數(shù)影響因素及計算、電解原理、熱化學方程式的書寫等知識,題目難度較大,試題涉及的知識點較多,充分培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學計算能力,注意掌握化學平衡常數(shù)的概念、表達式及其影響因素,明確電解原理,能夠正確書寫電極反應式.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
X | Y | ||
W | Z | ||
T |
A. | X、Y、Z三種元素最簡單氫化物的沸點依次升高 | |
B. | 由X、Y和氫三種元素形成的化合物中只有共價鍵 | |
C. | 物質(zhì)WY2、W3X4、WZ4均有熔點高、硬度大的特性 | |
D. | T元素的單質(zhì)具有半導體的特性,T與Z元素可形成化合物TZ4 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
溫度/℃ | 1000 | 1115 | 1300 |
平衡常數(shù) | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
名稱 | 分子式 | 外觀 | 沸點 |
高氯酸 | HClO4 | 無色液體 | 130℃ |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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