Question

【題目】碳是構(gòu)成物質(zhì)世界最重要的元素之一，能形成眾多的化合物。

已知碳完全燃燒可放出3148kJ熱量，液態(tài)水汽化時(shí)要吸收44kJ熱量。

請(qǐng)寫(xiě)出制備水煤氣的熱化學(xué)方程式________。

恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)通入不同量的和充分反應(yīng)后得到如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組	溫度	起始量 足量		平衡量		達(dá)到平衡所需的時(shí)間
1	650	2			2	4
2	650					5

由實(shí)驗(yàn)組1數(shù)據(jù)可知，達(dá)到平衡時(shí)________mol/(Lmin)。

由實(shí)驗(yàn)組1和2數(shù)據(jù)分析可知，增大壓強(qiáng)對(duì)該可逆反應(yīng)的影響是________。

若在一定溫度、容積可變的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列說(shuō)法中可判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。填編號(hào)

a.容器中壓強(qiáng)不變 b.1molH-H鍵斷裂，同時(shí)斷裂2molO-H鍵

c.c(H2O)=c(CO) d.v(H2O)=v(H2) e..容器體積不變

取草酸亞鐵晶體(FeC2O4)樣品在惰性氣體保護(hù)氣下加熱，測(cè)得加熱過(guò)程中樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示：

350℃時(shí)，固體的成分是________。

②400℃時(shí)，樣品繼續(xù)分解得到一種混合氣體，該混合氣體能使澄清的石灰水變渾濁，也能使灼熱的CuO出現(xiàn)紅色，則400℃時(shí)樣品發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

③取350℃時(shí)的上述樣品難溶于水，置入0.12mol/L、的酸性溶液中，二者恰好反應(yīng)，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式________。

Answer 1

【答案】 壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 5FeC2O4+24H++3MnO4-=5Fe3++10CO2↑+3Mn2++21H2O

【解析】

，

根據(jù)碳完全燃燒可放出熱量可得：

，

根據(jù)蓋斯定律由可得制備水煤氣的熱化學(xué)方程式。

由實(shí)驗(yàn)組1數(shù)據(jù)可知，達(dá)到平衡時(shí) 。

實(shí)驗(yàn)組1中，H2O的轉(zhuǎn)化率為，實(shí)驗(yàn)組2中，H2O的轉(zhuǎn)化率為，由此可知，水蒸氣的濃度大，其轉(zhuǎn)化率反而小，從而得出，增大壓強(qiáng)對(duì)該可逆反應(yīng)的影響；

由于恒溫恒壓，因此容器中壓強(qiáng)始終不變，a不合題意；

鍵斷裂，同時(shí)斷裂鍵，此時(shí)說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡，b符合題意；

，不能說(shuō)明反應(yīng)是否平衡，c不合題意；

，沒(méi)有指明正逆反應(yīng)速率，不能說(shuō)明反應(yīng)是否平衡，d不合題意；

由于保持恒溫恒壓，且反應(yīng)后氣體分子數(shù)增大，所以容器體積不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，e符合題意。

草酸亞鐵晶體的物質(zhì)的量為，時(shí)固體質(zhì)量為，減少的質(zhì)量為，減少的質(zhì)量為水的質(zhì)量，全部失去結(jié)晶水，此時(shí)所得的產(chǎn)物為無(wú)水鹽；

時(shí)樣品繼續(xù)分解得到一種混合氣體，該混合氣體能使澄清的石灰水變渾濁，說(shuō)明有二氧化碳生成；也能使灼熱的CuO出現(xiàn)紅色，說(shuō)明有CO生成，剩余固體質(zhì)量為，其中鐵元素質(zhì)量為，氧元素的質(zhì)量為，鐵元素和氧元素的物質(zhì)的量之比為：：：1，所以剩余固體化學(xué)式為FeO；

時(shí)剩余固體為，其物質(zhì)的量為，根據(jù)高錳酸鉀的用量可知反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為，當(dāng)鐵元素被氧化為價(jià)，碳元素被氧化為價(jià)時(shí)，電子得失守恒，可得出對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式。

，

根據(jù)碳完全燃燒可放出熱量可得：

，

根據(jù)蓋斯定律由可得 ；答案為： ；

由實(shí)驗(yàn)組1數(shù)據(jù)可知，達(dá)到平衡時(shí)；答案為：0.15；

實(shí)驗(yàn)組1中，H2O的轉(zhuǎn)化率為，實(shí)驗(yàn)組2中，H2O的轉(zhuǎn)化率為，由此可知，水蒸氣的濃度大，其轉(zhuǎn)化率反而小，從而得出增大壓強(qiáng)對(duì)該可逆反應(yīng)的影響是壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；答案為：壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；

由于恒溫恒壓，因此容器中壓強(qiáng)始終不變，a不合題意；

鍵斷裂，同時(shí)斷裂鍵，此時(shí)說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡，b符合題意；

，不能說(shuō)明反應(yīng)是否平衡，c不合題意；

，沒(méi)有指明正逆反應(yīng)速率，不能說(shuō)明反應(yīng)是否平衡，d不合題意；

由于保持恒溫恒壓，且反應(yīng)后氣體分子數(shù)增大，所以容器體積不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，e符合題意。答案為：be；

草酸亞鐵晶體的物質(zhì)的量為，時(shí)固體質(zhì)量為，減少的質(zhì)量為，減少的質(zhì)量為水的質(zhì)量，即剩余固體為；答案為：FeC2O4；

時(shí)樣品繼續(xù)分解得到一種混合氣體，該混合氣體能使澄清的石灰水變渾濁，說(shuō)明有二氧化碳生成；也能使灼熱的CuO出現(xiàn)紅色，說(shuō)明有CO生成，剩余固體質(zhì)量為，其中鐵元素質(zhì)量為，氧元素的質(zhì)量為，鐵元素和氧元素的物質(zhì)的量之比為：：：1，所以剩余固體化學(xué)式為FeO，對(duì)應(yīng)反應(yīng)的方程式為：；答案為：；

時(shí)剩余固體為，其物質(zhì)的量為，根據(jù)高錳酸鉀的用量可知反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為，當(dāng)鐵元素被氧化為價(jià)，碳元素被氧化為價(jià)時(shí)，電子得失守恒，因此對(duì)應(yīng)的離子方程式為

5FeC2O4+24H++3MnO4-=5Fe3++10CO2↑+3Mn2++21H2O。答案為：5FeC2O4+24H++3MnO4-=5Fe3++10CO2↑+3Mn2++21H2O。