實驗組 | 溫度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達到平衡所需時間/min | |
H2O | CO | CO2 | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 3 |
3 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1 |
分析 (1)①根據蓋斯定律,由已知熱化學方乘以適當的系數進行加減構造目標熱化學方程式,反應熱也乘以相應的系數并進行相應的加減,據此計算;
②根據氧化還原反應規律,CO與PdCl2溶液反應,PdCl2被還原成單質,則CO被氧化成CO2,根據質量守恒定律,有水參與反應同時生成氯化氫,據此寫出反應的化學方程式即可;
(2)①根據C3H8和O2構成丙烷燃料電池的總反應:C3H8+5O2+6OH-=3CO32-+7H2O,正極發生還原反應,電極反應式為:O2+4e-+2H2O=4OH-,而負極電極反應式=總反應方程式-正極的電極反應式來解答;
②A、B端析出氫氣可驅趕原溶液中溶解的少量氧氣;
B、電解液選用NaCl溶液不影響實驗,因為陽極是鐵失電子生成亞鐵離子,溶液中的陰離子不放電;
C、陽極應該用鐵電極,陰極用惰性電極亦可;
D、B電極反應是陰極氫離子放電生成氫氣;
(3)①比較第二組的第一組反應物的轉化率大小以及溫度對化學平衡和轉化率的影響來判斷;
②首先利用三段式計算出平衡時各物質的濃度,根據K=$\frac{c(CO{\;}_{2})•c(H{\;}_{2})}{c(CO)•c(H{\;}_{2}O)}$計算;
③實驗3跟實驗2相比,溫度相同,濃度相同,但實驗3達到平衡所用時間少,反應速率更大,但平衡狀態沒有發生移動;
(4)2.4g碳是0.2mol,燃燒生成0.2molCO2,與0.3molNaOH反應的化學方程式為:2CO2+3NaOH=NaHCO3+Na2CO3+H2O,生成0.1molNa2CO3、0.1molNaHCO3,在含等物質的量的碳酸鈉、碳酸氫鈉的溶液中,碳酸根離子水解大于碳酸氫根離子的水解,水解使溶液顯堿性,以此來解答.
解答 解:(1)①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ/mol ①
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol ②
由①-②×3,得到熱化學方程式:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ/mol,
故答案為:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ/mol,
②氧化還原反應規律,CO與PdCl2溶液反應,PdCl2被還原成單質,則CO被氧化成CO2,根據質量守恒定律,有水參與反應同時生成氯化氫,反應的化學方程式為:PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl,故答案為:PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl;
(2)C3H8和O2構成丙烷燃料電池的總反應:C3H8+5O2+6OH-=3CO32-+7H2O,正極發生還原反應,電極反應式為:O2+4e-+2H2O=4OH-,負極發生氧化反應,電極反應式為:C3H8 +26OH--20e-=3CO32-+17H2O;故答案為:C3H8 +26OH--20e-=3CO32-+17H2O;
②A、因為生成的氫氣將裝置中原有氧氣溢出,所以氫氣從B端陰極析出,A電極則是鐵做陽極失去電子生成亞鐵離子,電源中的a與A相連,則a為正極,b與B相連,則b為負極,故A正確;
B、電解池中陽極是鐵失去電子發生氧化反應生成亞鐵離子,陰極是溶液中的氫離子得電子發生還原反應,所以電解質溶液中的陰離子不會在陽極失電子,所以選用NaCl溶液不影響實驗,故B正確;
C、陽極應該用鐵電極,陰極可以是鐵也可以是其他惰性電極,故C錯誤;
D、陰極氫離子放電,其電極反應為2H++2e-=H2↑,故D正確;
故選:ABD;
(3)①實驗1中CO的轉化率為$\frac{1.6mol}{4mol}$×100%=40%,實驗2中CO的轉化率為$\frac{0.4mol}{2mol}$×100%=20%,則實驗1的轉化率大于實驗2,則說明溫度升高平衡向逆反應方向移動,正反應放熱,故答案為:放;
②H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)
初始 1mol/L 2mol/L 0 0
轉化 0.4mol/L 0.4mol/l 0.4mol/l 0.4mol/l
平衡 0.6mol/L 1.6mol/L 0.4mol/l 0.4mol/l
根據K=$\frac{c(CO{\;}_{2})•c(H{\;}_{2})}{c(CO)•c(H{\;}_{2}O)}$=$\frac{0.4×0.4}{0.6×1.6}$=$\frac{1}{6}$,故答案為:$\frac{1}{6}$;
③實驗3跟實驗2相比,溫度相同,濃度相同,但實驗3達到平衡所用時間少,反應速率更大,但平衡狀態沒有發生移動,應是使用了催化劑,又由于反應前后氣體體積不變,則增大了壓強,平衡也不移動,也可能為壓強的增大,故答案為:使用了催化劑或增大了壓強;
(4)2.4g碳是0.2mol,燃燒生成0.2molCO2,與0.3molNaOH反應的化學方程式為:2CO2+3NaOH=NaHCO3+Na2CO3+H2O,生成0.1molNa2CO3、0.1molNaHCO3,在含等物質的量的碳酸鈉、碳酸氫鈉的溶液中,c(Na+)最大,碳酸根離子水解大于碳酸氫根離子的水解,則c(HCO3-)>c(CO32-),水解使溶液顯堿性,則c(OH-)>c(H+),顯性離子大于隱性離子,所以c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),即離子濃度大小為:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),故答案為:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+).
點評 本題考查熱化學方程式、電極反應的書寫以及化學平衡的計算、離子濃度大小比較,做題時注意把握影響平衡移動的因素以及平衡常數的有關計算,比較離子濃度大小時應掌握溶液的成分,題目難度中等.
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:選擇題
A. | 打開冰鎮啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫 | |
B. | 鍍層破損后,馬口鐵(鍍錫的鐵)比白鐵(鍍鋅的鐵)更易腐蝕 | |
C. | 加熱后的純堿水洗油污比冷堿水效果好 | |
D. | FeCl3滴入沸水中,煮沸片刻得到紅褐色膠體 |
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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
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
選項 | 參數 | 比較 | 解釋 |
A | 還原性 | Br->Cl- | 元素的非金屬性越強,簡單陰離子的還原性越弱 |
B | 半徑 | Na+<Mg2+<Al3+ | 同一周期粒子半徑隨原子序數的遞增逐漸減小 |
C | 酸性 | H2SO3>H2CO3 | 元素的非金屬性越強,其含氧酸的酸性越強 |
D | 沸點 | HF<HCl<HI | 組成結構相似的物質,相對分子質量越大沸點越高 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | ①②③ | B. | ②③① | C. | ②①③ | D. | ①③② |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 吸熱反應一定不可以自發進行 | |
B. | 在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑,可以改變化學反應進行的方向 | |
C. | NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)△H=+185.57 kJ/mol能自發進行,原因是體系有自發地向混亂度增加的方向轉變的傾向 | |
D. | N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,其他條件不變時升高溫度,反應速率V(H2)和氫氣的平衡轉化率均增大 |
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