t(s) | 0 | 500 | 1000 | 1500 |
n(NO2)(ml) | 20 | 13.96 | 10.08 | 10.08 |
分析 (1)根據(jù)已知方程式構(gòu)建目標方程式結(jié)合蓋斯定律進行計算;
(2)燃料電池的負極是燃料失電子的氧化反應(yīng),正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng),總反應(yīng)為燃燒反應(yīng),在堿性環(huán)境中氧氣得電子生成氫氧根離子;
(3)①根據(jù)平衡常數(shù)表達式的書寫來解答;根據(jù)升高溫度平衡常數(shù)減小,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,再根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響;
②根據(jù)表格可知1000S時反應(yīng)達到平衡,根據(jù)轉(zhuǎn)化率的公式求解;根據(jù)再通入一定量氮氣,沒有引起體系中4NO2(g)+O2 (g)?2N2O5(g)各物質(zhì)濃度的變化;
③根據(jù)反應(yīng)物的濃度在減少,生成物的濃度再增加,以及利用系數(shù)之比等于化學(xué)反應(yīng)速率之比來求解;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率V=$\frac{△c}{△t}$,利用表格數(shù)據(jù)來求NO2的速率,然后利用系數(shù)之比等于化學(xué)反應(yīng)速率之比來求O2的速率.
解答 解:(1)①H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ/mol
②H2(g)═H2(l),△H=-0.92kJ/mol
③O2(g)═O2(l),△H=-6.84kJ/mol
由①-②-③×$\frac{1}{2}$得:H2(l)+$\frac{1}{2}$O2(l)=H2O(g)△H=(-241.8kJ/mol)-(-0.92kJ/mol)-(-6.84kJ/mol)×$\frac{1}{2}$=-237.46KJ/mol,
故答案為:H2(l)+$\frac{1}{2}$O2(l)=H2O(g)△H=-237.46KJ/mol;
(2)氫氧燃料電池中,H2在反應(yīng)中被氧化,應(yīng)從負極通入,又因為是KOH溶液,不可能生成H+,負極反應(yīng)為2H2+4OH-=4H2O+4e-,正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH-,總反應(yīng)為2H2+O2=2H2O,
故答案為:O2+4e-+2H2O=4OH-;
(3)①化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物的濃度系數(shù)次方之積除以反應(yīng)物的濃度系數(shù)次方之積,所以K=$\frac{{C}^{2}({N}_{2}{O}_{5})}{{C}^{4}(N{O}_{2})×C({O}_{2})}$;升高溫度平衡常數(shù)減小,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,而升高溫度平衡向吸熱的方向移動,所以逆反應(yīng)吸熱,則正反應(yīng)放熱,
故答案為:$\frac{{C}^{2}({N}_{2}{O}_{5})}{{C}^{4}(N{O}_{2})×C({O}_{2})}$;放;
②根據(jù)表格可知1000S時反應(yīng)達到平衡,已反應(yīng)的NO2為:20mol-10.08mol=9.92mol,NO2的轉(zhuǎn)化率為$\frac{9.92mol}{20mol}$×100%=49.6%;再通入一定量氮氣,沒有引起體系中4NO2(g)+O2 (g)?2N2O5(g)各物質(zhì)濃度的變化,所以平衡不移動,轉(zhuǎn)化率不變,
故答案為:49.6%;不變;
③因反應(yīng)物的濃度在減少,生成物的濃度再增加,根據(jù)方程式可知O2是NO2的反應(yīng)速率的$\frac{1}{4}$,N2O5和NO2的反應(yīng)速率的$\frac{1}{2}$,則a為NO2的變化曲線;c為N2O5的變化曲線,d為氧氣的變化曲線,0~500s內(nèi)反應(yīng)的平均速率v(NO2)=$\frac{\frac{20mol-13.96mol}{2L}}{500S}$=6.04×10-3mol/(L•s),v(O2)=v(NO2)×$\frac{1}{4}$=1.51×10-3mol/(L•s),
故答案為:c;1.51×10-3mol/(L•s).
點評 本題考查了熱化學(xué)方程式、氫氧燃料電池、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡移動、化學(xué)反應(yīng)速率的計算等,題目較為綜合,題目難度中等,注意蓋斯定律的熟練應(yīng)用以及化學(xué)平衡的有關(guān)計算,為高頻考點.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | pH=0的溶液呈中性 | |
B. | 某強堿溶液的濃度為0.01 mol/L,該溶液的pH值一定為12 | |
C. | 溶液pH值越大,氫離子濃度越大 | |
D. | 酸性溶液中,氫離子濃度一定大于氫氧根濃度 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 該反應(yīng)是放熱反應(yīng) | |
B. | 該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng) | |
C. | 該反應(yīng)過程中有共價鍵的斷裂和形成 | |
D. | 使用催化劑可以改變反應(yīng)速率 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O△H=-1367.0 kJ•mol-1 | |
B. | NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=+57.3 kmol-1 | |
C. | S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-269.8 kJ•mol-1 | |
D. | 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-116.2 kJ |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
KMnO4酸性溶液 的濃度/mol•L-1 | 溶液褪色所需時間t/min | ||
第1次 | 第2次 | 第3次 | |
0.01 | 14 | 13 | 11 |
0.001 | 6 | 7 | 7 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | B 元素是圖中金屬性最強的元素 | |
B. | 虛線相連的元素處于同一族 | |
C. | 離 O 點越遠的元素原子半徑越大 | |
D. | A、B 兩種元素組成的化合物中可能含有共價鍵 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 苯的結(jié)構(gòu)式:C6H6 | B. | 乙烯的結(jié)構(gòu)簡式:CH2CH2 | ||
C. | 甲苯的分子式:C7H8 | D. | 乙醇的分子式:CH3CH2OH |
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