6.丙烷在燃燒時能放出大量的熱,它也是液化石油氣的主要成分,作為能源應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活.
已知:①2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l);△H=-2741.8kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol
(1)反應(yīng)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)的△H=-2219.9KJ/mol
(2)C3H8在不足量的氧氣里燃燒,生成CO和CO2以及氣態(tài)水,將所有的產(chǎn)物通入一個固定體積的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng):CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),△H>0
①下列事實(shí)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是bd.
a.體系中的壓強(qiáng)不發(fā)生變化                  b.υ正(H2)=υ逆(CO )
c.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不發(fā)生變化    d.CO2的濃度不再發(fā)生變化
②在某溫度下,反應(yīng)物的起始濃度分別為:c(CO)=1mol/L,c(H2O)=2.41mol/L; 達(dá)到平衡后,CO的轉(zhuǎn)化率為60%,該溫度下此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為0.5;
(3)CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3
①Na2CO3俗稱純堿,解釋其水溶液呈堿性的原因,用離子方程式表示CO32-+H2O?HCO3-+OH-,已知25℃時,Na2CO3溶液的水解常數(shù)為Kb=2×10-4,則當(dāng)溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=2:1時,試求溶液的pH=10.
②現(xiàn)有0.4molCO2,若用200mL 3mol/LNaOH溶液將其完全吸收,溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)椋篶(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+
③0.1mol/L Na2CO3溶液中c(OH-)-c(H+)=[用含c(HCO3-)、c(H2CO3)的關(guān)系式表示]c(HCO3- )+2c(H2CO3
(4)CO可作燃料電池的燃?xì)猓肔i2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物做電解質(zhì),空氣與 CO2的混合氣為正極助燃?xì),制?500C下工作的燃料電池.該電池總反應(yīng)方程式為 2CO+O2═2CO2,則負(fù)極反應(yīng)式為CO+CO32--2e-═2CO2
(5)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=3.8×10-9.CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mo1/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為7.6×10-5mol/L.

分析 (1)根據(jù)蓋斯定律來計算丙烷完全燃燒的反應(yīng)熱;
(2)①利用平衡的特征“等”、“定”及由此衍生的一些量來分析;
②據(jù)方程式結(jié)合三段式列式計算,轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%;
(3)①碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,能發(fā)生水解生成碳酸氫鈉和氫氧化鈉而使溶液呈堿性;依據(jù)水解平衡常數(shù)和電離平衡常數(shù)計算溶液PH;
②根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉之間反應(yīng)量的關(guān)系:按照1:1反應(yīng),產(chǎn)物是碳酸氫鈉,按照1:2反應(yīng),產(chǎn)物是碳酸鈉來分析回答;
③根據(jù)原子守恒和電荷守恒計算c(OH-)-c(H+)的值;
(4)該燃料電池中,正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子,總電極反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式可得負(fù)極電極反應(yīng)式;
(5)Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mol/L,等體積混合后溶液中c(CO32-)=1×10-4mol/L,根據(jù)Ksp=c(CO32-)•c(Ca2+)計算沉淀時混合溶液中c(Ca2+),原溶液CaCl2溶液的最小濃度為混合溶液中c(Ca2+)的2倍.

解答 解:(1)由①2C3H8(g)+7O2 (g)=6CO (g)+8H2O△H1=-2741.8kJ/mol,
②2CO (g)+O2(g)=2CO2 (g)△H2=-566kJ/mol,
根據(jù)蓋斯定律可知,$\frac{①+②×3}{2}$可得C3H8(g)+5O2 (g)=3CO2 (g)+4H2O,
其反應(yīng)熱為$\frac{(-2741.8KJ/mol)+(-566KJ/mol)×3}{2}$=-2219.9KJ/mol,
故答案為:-2219.9KJ/mol;
(2)①a.由反應(yīng)可知,反應(yīng)前后的壓強(qiáng)始終不變,則體系中的壓強(qiáng)不發(fā)生變化,不能判斷平衡,故a錯誤;                   
b.v(H2)=v(CO),說明一氧化碳正逆反應(yīng)速率相同,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故b正確;
c.,因體積不變,氣體的總質(zhì)量不變,所以混合氣體的密度始終不變,不發(fā)生變化,不能判斷平衡,故c錯誤;               
d.CO2的濃度不再發(fā)生變化,由平衡的特征“定”可知,則化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡,故d正確;
故答案為:bd;
②到平衡后,CO的轉(zhuǎn)化率為60%,則CO的轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為1mol/L×60%=0.6mol/L,依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式得到
                       CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol/L)  1            2.4           0            0
變化量(mol/L)  0.6         0.6         0.6          0.6
平衡量(mol/L) 0.4          1.8         0.6         0.6
平衡常數(shù)K=$\frac{0.6×0.6}{0.4×1.8}$=0.5;
故答案為:0.5;
(3)①碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,能發(fā)生兩步水解,第一步水解生成碳酸氫根離子和氫氧根離子,水解方程式為:CO32-+H2O?HCO3-+OH-,Kb=$\frac{C(HC{{O}_{3}}^{-})c(O{H}^{-})}{c(C{{O}_{3}}^{2-})}$=2×10-4,又c(HCO3-):c(CO32-)=2:1,則c(OH-)=10-4,結(jié)合KW=10-14,可得c(H+)=10-10,pH=10,
故答案為:CO32-+H2O?HCO3-+OH-;10;
碳酸鈉溶液中分步水解顯堿性溶液中離子濃度大小為:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+);
c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+);
②根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉之間反應(yīng)量的關(guān)系:按照1:1反應(yīng),產(chǎn)物是碳酸氫鈉,按照1:2反應(yīng),產(chǎn)物是碳酸鈉,0.4molCO2和200mL 3mol/L NaOH溶液混合,二者的物質(zhì)的量之比是2:3,所的溶液是碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物,混合物顯堿性c(OH-)>c(H+),碳酸根離子水解程度大與碳酸氫根離子的水解程度,所以c(CO32-)<c(HCO3-),即c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);
故答案為:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);
③根據(jù)原子守恒和電荷守恒計算c(OH-)-c(H+)的值,根據(jù)碳原子守恒得,c(CO32-)+c(HCO3- )+c(H2CO3)=0.1mol/L,根據(jù)溶液中電荷守恒得:2×c(CO32-)+c(HCO3- )+c(OH-)=c(Na+ )+c(H+ ),c(Na+ )=0.2mol/L,所以c(OH-)-c(H+)=c(HCO3- )+2c(H2CO3),
故答案為:c(HCO3- )+2c(H2CO3);
(4)該熔融鹽燃料電池中,正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子,電極反應(yīng)式為:O2+2CO2+4e-═2 CO32-,電池總反應(yīng)方程式為2CO+O2=2CO2,減去正極反應(yīng)式可得負(fù)極電極反應(yīng)式為:CO+CO32--2e-═2CO2,
故答案為:CO+CO32--2e-═2CO2;
(5)Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mol/L,等體積混合后溶液中c(CO32-)=$\frac{1}{2}$×2×10-4mol/L=1×10-4mol/L,根據(jù)Ksp=c(CO32-)•c(Ca2+)=3.8×10-9可知,c(Ca2+)=$\frac{3.8×1{0}^{-9}}{1×1{0}^{-4}}$mol/L=3.8×10-5mol/L,原溶液CaCl2溶液的最小濃度為混合溶液中c(Ca2+)的2倍,故原溶液CaCl2溶液的最小濃度為2×3.8×10-5mol/L=7.6×10-5mol/L.
故答案為:7.6×10-5mol/L.

點(diǎn)評 本題以金屬的冶煉為載體,考查化學(xué)工藝流程、電解原理、離子濃度大小比較、信息獲取等問題,有利于培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力、信息獲取與知識移運(yùn)用,題目難度中等.

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17.用NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列敘述中正確的是(  )
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(2)有下列幾種物質(zhì):①氯化銨   ②氦氣   ③氯化鎂   ④二氧化碳  ⑤氯化鈉    ⑥過氧化鈉
其中:a.只含離子鍵的物質(zhì)是③⑤(填編號,下同),
b.只含共價鍵的物質(zhì)是④,它的電子式為:
c.既有離子鍵又共價鍵的是①⑥.

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11.已知:2CO2(g)+6H2(g) $\stackrel{催化劑}{?}$ CH3CH2OH(g)+3H2O(g),某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵C-CC-HH-HC-OC=OH-O
鍵能/kJ•mol-1348413436358750463
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18.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用.如圖表示一個電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連.請回答以下問題:
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①電解池中Y極上的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑.
②電解總反應(yīng)式為2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑.
(2)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則
①X電極的材料是純銅,電極反應(yīng)式是Cu2++2e-=Cu.
②Y電極的材料是      粗銅,電極反應(yīng)式是Cu-2e-=Cu2+
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16.利用圖中所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2,并用陰極排出的溶液吸收NO2.下列說法正確的是( 。
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