Question

I．已知：反應H₂(g) + Cl₂(g) = 2HCl(g)   ΔH= —184 kJ/mol

4HCl(g)+O₂(g)  2Cl₂(g)+2H₂O(g)      ΔH= —115.6 kJ/mol 

      

請回答：

（1）H₂與O₂反應生成氣態水的熱化學方程式                                     

（2）斷開1 mol H—O 鍵所需能量約為                 kJ

II．試運用所學知識，解決下列問題：

（1）已知某反應的平衡表達式為：，它所對應的化學方程式為：         

（2）已知在400℃時，N₂ (g)+ 3H₂(g) 2NH₃(g) △H<0  的K=0.5，則400℃時，在0.5L的反應容器中進行合成氨反應，一段時間后，測得N₂、H₂、NH₃的物質的量分別為2mol、1mol、2mol，則此時反應v(N₂)_正           v(N₂)_逆（填：＞、＜、＝、不能確定）（1分）

欲使得該反應的化學反應速率加快，同時使平衡時NH₃的體積百分數增加，可采取的正確措施是        （填序號）（1分）

A．縮小體積增大壓強    B．升高溫度   C．加催化劑   D．使氨氣液化移走

（3）在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：A(g) + 3B(g)  2C(g) + D（s） ΔH，其化學平衡常數K與溫度t的關系如下表：

t/K	300	400	500	…
K/(mol·L—1)2	4×106	8×107	K1	…

 

請完成下列問題：

①判斷該反應的ΔH         0（填“>”或“<”） （1分）

②在一定條件下，能判斷該反應一定達化學平衡狀態的是          （填序號）

A．3v(B)_（正）=2v(C)_（逆）      B．A和B的轉化率相等

C．容器內壓強保持不變     D．混合氣體的密度保持不變

（4）以天然氣(假設雜質不參與反應)為原料的燃料電池示意圖如圖所示。

①放電時，負極的電極反應式為                             

②假設裝置中盛裝100.0 mL 3.0 mol·L^—1 KOH溶液，放電時參與反應的氧氣在標準狀況下體積為8 960 mL。放電完畢后，電解質溶液中各離子濃度的大小關系為                                  

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ（1）2H₂(g) + O₂(g)= 2H₂O(g)  ΔH= —483.6 kJ/mol    （2）463.4

     Ⅱ （1）C（s）+H₂O(g)  H₂(g) + CO(g)（2）= （1分）， A  （1分）  （3）①＞（1分） ② CD        （4）①CH₄-8e^—+10OH^—= CO₃^2—+7H₂O   ②c(K⁺)>c(HCO₃^—)>c(CO₃^2—)>c(OH^—)>c(H⁺)

【解析】

試題分析：Ⅰ、（1）①2Cl₂（g）+2H₂O（g） 2Cl₂（g）+2H₂O（g），△H=-115.6kJ/mol，②H₂（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H=-184kJ/mol，依據蓋斯定律：①+②×2得到熱化學方程式為：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6 kJ/mol；（2）依據反應的熱化學方程式：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6 kJ/mol，△H=斷裂化學鍵吸收的能量-形成化學鍵放出的能量=2×436KJ+498KJ-4×H-O=-483.6 kJ，則得到H-O的鍵能=463.4kJ；

Ⅱ、（1）平衡表達式為：K=C(H₂)•C(CO)/C(H₂O) ，生成物為CO、H₂，反應物含有H₂O，三者化學計量數分別為1、1、1，根據元素守恒，故另一反應物為固體C，反應中它所對應反應的化學方程式為C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g）；（2）一段時間后，當N₂、H₂、NH₃的物質的量分別為2mol/L、1mol/L、2mol/L時，Qc=4×4 /4×23 =0.5=K，所以該狀態是平衡狀態，正逆反應速率相等；縮小體積增大壓強可使該反應的化學反應速率加快，同時使平衡時NH₃的體積百分數增加；（3）①通過圖表可知溫度升高K值增大，從而可知溫度升高平衡向正反應移動，故△H＞0。②此反應A(g) + 3B(g)  2C(g) + D（s）是一個氣體系數發生變化的反應，故容器內壓強保持不變或混合氣體的密度保持不變均可使此反應達到平衡。（4）①正極發生還原反應，氧氣在正極放電生成氫氧根離子，正極電極反應式為：O₂+4e-+2H₂O=4OH-；②參與反應的氧氣在標準狀況下體積為8960mL，物質的量為8.96L/22.4L/mol =0.4mol，根據電子轉移守恒可知，生成二氧化碳為(0.4mol×4 )/8 =0.2mol，n（NaOH）=0.1L×3.0mol•L^-1=0.3mol，n（NaOH）：n（CO₂）=0.3mol：0.2mol=3：2，介于1：1與2：1之間，故生成碳酸鉀、碳酸氫鉀，令碳酸鉀、碳酸氫鉀的物質的量分別為xmol、ymol，則x+y=0.2，2x+y=0.3，解得x=0.1，y=0.1，溶液中碳酸根水解，碳酸氫根的水解大于電離，溶液呈堿性，故c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸根的水解程度大于碳酸氫根，故c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），鉀離子濃度最大，水解程度不大，碳酸根濃度原大于氫氧根離子，故c（K⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）;

考點：化學反應平衡移動，化學平衡常數，原電池，化學反應速率。