CO和H2作為燃料和化工原料,有著十分廣泛的應(yīng)用.
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ?mol-1C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H2=+131.3kJ?mol-1則反應(yīng)CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)的△H=
 
kJ?mol-1
標(biāo)準(zhǔn)狀況下將33.6LCO、H2的混合氣體在足量氧氣充分燃燒,生成CO2和H2O,將生成的產(chǎn)物通過足量的過氧化鈉固體,固體增加的質(zhì)量為16g,則原混合氣體中CO、H2的體積比為
 

(2)利用反應(yīng)CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)設(shè)計而成的MCFS燃料電池是一種新型電池.現(xiàn)以該燃料電池為電源,以石墨作電極電解飽和NaCl溶液,反應(yīng)裝置及現(xiàn)象如圖1所示.
則①M應(yīng)是電源的
 
極(填“正”或“負”);
②該電解反應(yīng)的離子方程式為
 
;
(3)一定溫度下在體積為5L的密閉容器中加入2mol Fe(s)與1molH2O(g),t1秒時,H2的物質(zhì)的量為0.20mol,到第t2秒時恰好達到平衡,此時H2的物質(zhì)的量為0.35mol.
①t1~t2這段時間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率V(H2)=
 

②若繼續(xù)通人1mol H2O(g)再次達到平衡后,H2的物質(zhì)的量為
 
mol.
③該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率隨時間變化的關(guān)系如圖2,t1時改變了某種條件,改變的條件可能是
 
考點:用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖象的綜合應(yīng)用,電解原理
專題:化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題
分析:(1)據(jù)已知反應(yīng)利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式;2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,固體增加的質(zhì)量相當(dāng)于CO的質(zhì)量,2H2+O2=2H2O,2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑,
二者相加可得H2+Na2O2=2NaOH,固體增加的質(zhì)量為相當(dāng)于H2的質(zhì)量,以此計算;
(2)用惰性電極電解飽和食鹽水陽極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣;溶液中水的電離被促進生成氫氧化鈉;電解NaCl結(jié)束后,再電解水2H2O
 通電 
.
 
2H2↑+O2↑;
(3)①t1~t2這段時間內(nèi)氫氣的濃度變化計算出氫氣的反應(yīng)速率;
②反應(yīng)前后氣體體積不變,增大水蒸氣的量平衡不移動,水蒸氣的物質(zhì)的量增大一倍,生成物增多一倍;
③根據(jù)t1時逆反應(yīng)速率變化判斷改變的條件.
解答: 解:(1)已知①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ?mol-1②C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H2=+131.3kJ?mol-1,據(jù)蓋斯定律,①-②得:CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)△H=-524.8kJ?mol-1;
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,固體增加的質(zhì)量相當(dāng)于CO的質(zhì)量,2H2+O2=2H2O,2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑,
二者相加可得H2+Na2O2=2NaOH,固體增加的質(zhì)量為相當(dāng)于H2的質(zhì)量,所以有一氧化碳和氫氣16g,標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6LCO、H2的混合氣體物質(zhì)的量為1.5mol,
設(shè)混合氣體中含有xmolCO,ymolH2
則 28x+2y=16
x+y=1.5
解得x=0.5,y=1,相同條件下,其物質(zhì)的量之比等于體積比,所以混合氣體中CO、H2的體積比為1:2,
故答案為:-524.8,1:2;
(2)①用惰性電極電解飽和食鹽水,陽極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣;溶液中水的電離被促進生成氫氧化鈉;電解NaCl結(jié)束后,再電解水2H2O
 通電 
.
 
2H2↑+O2↑,根據(jù)圖示1反應(yīng)裝置及現(xiàn)象可知M極連接的試管生成的氣體多,應(yīng)是電源的負極,故答案為:負極;
②用惰性電極電解飽和食鹽水時,陽極上氯離子放電,陰極上氫離子放電,同時溶液中還生成氫氧化鈉,所以電池反應(yīng)式為2NaCl+2H2O
 電解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑,離子方程式為:2Cl-+2H2O
 電解 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2↑,故答案為:2Cl-+2H2O
 電解 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2↑;
(3)鐵與水蒸氣反應(yīng)的方程式為:3Fe+4H2O(g)
 高溫 
.
 
Fe3O4+4H2
①t1~t2這段時間內(nèi)氫氣的濃度變化為:0.35mol-0.20mol=0.15mol,這段時間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率v(H2)=
0.15mol
5L
t2-t1
=
0.03
t2-t1
mol?L-1?s-1,
故答案為:
0.03
t2-t1
mol?L-1?s-1;
②反應(yīng)前后氣體體積不變,增大水蒸氣的量平衡不移動,水蒸氣的物質(zhì)的量增大一倍,生成物增多一倍,生成的氫氣為0.40mol,
故答案為:0.40;
③t1時反應(yīng)未達到平衡,改變條件后逆反應(yīng)速率突然增大,且繼續(xù)增大,可知為加入催化劑或升高溫度或增大氣體反應(yīng)物濃度,
故答案為:加入催化劑或升高溫度(或增大氣體反應(yīng)物濃度).
點評:本題考查了蓋斯定律、化學(xué)計算、原電池電解池、化學(xué)反應(yīng)速率的計算、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,綜合性強,題目難度較大.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

能正確表示下列化學(xué)反應(yīng)的離子方程式的是( 。
A、氫氧化鋇溶液與硫酸的反應(yīng)     OH-+H+=H2O
B、金屬鎂與稀鹽酸反應(yīng)  Mg+2H++2 Cl-=MgCl2+H2
C、金屬鈉投入到冷水中  Na+H2O=Na++OH-+H2
D、氯氣通入氫氧化鈉溶液中   Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

某同學(xué)從資料上查到以下反應(yīng):KClO3+A+B
  △  
.
 
KCl+AO2+BO2A、B為中學(xué)常見單質(zhì),AO2、BO2是能使澄清石灰水變渾濁的氣體.回答下列問題:
(1)①元素A、B可形成化合物AB2,則AB2結(jié)構(gòu)式為
 
;
②若反應(yīng)中A和B的質(zhì)量比為3:4,則n(KClO3):n(AO2)=
 
;
③已知:A(s)+O2(g)=AO2(g)△H=-393.5kJ/mol
B(s)+O2(g)=BO2(g)△H=-296.8kJ/mol
A(s)+2B(s)=AB2(l)△H=+89.7kJ/mol
寫出AB2(l)在O2中完全燃燒的熱化學(xué)方程式為
 

(2)將氣體AO2緩慢通入含KOH、Ca(OH)2、NaA1O2的混合溶液中,生成沉淀的物質(zhì)的量n與通入氣體的體積V的關(guān)系可表示為
 
(填字母).

t/min0510
AO/mol?L-11.000.650.50
H2/mol?L-12.001.00
AH3OH/mol?L-10.000.350.50
(3)在663K,303kPa和催化劑存在的條件下,體積恒定的容器中,發(fā)生反應(yīng):AO+2H2fAH3OH△H<0.測得如下數(shù)據(jù):
①0~5min,化學(xué)反應(yīng)速率v(H2)=
 
;
②已知此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=3,反應(yīng)進行到10min時
 
(填“是”或“否”)達到平衡狀態(tài).
③為提高反應(yīng)體系混合物中n(AH3OH)/n(AO)的值,下列措施有效的是
 

A.升溫B.將AH3OH從體系中分離出來C.充入He氣D.再充入1molAO和2molH2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

某溶液A可能含有NH4+、Na+、Al3+、Fe2+、Cl-、NO3-、SO42-等離子中的幾種,A溶液分成兩等份:
向其中一份加入Na2O2后產(chǎn)生沉淀,沉淀量先增加后又逐漸減少,至沉淀量不變時,消耗Na2O2 0.5mol,并收集到氣體8.96L(標(biāo)況),將此氣體通過濃硫酸后體積減少到4.48L(標(biāo)況);
取另一份A溶液加鹽酸酸化后無明顯現(xiàn)象,再滴入氯化鋇,出現(xiàn)白色沉淀沉淀不再增加時,經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得沉淀0.3mol,據(jù)此判斷A溶液中:
(已知加熱條件下NH4++OH-
  △  
.
 
NH3↑+H2O)
(1)一定含有的離子是
 

(2)一定不含有
 
離子,判斷依據(jù)是
 

(3)可能含有
 
離子,檢驗方法是
 

(4)推斷此溶液中是否存在Cl-的理由是
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

是一種醫(yī)藥中間體,常用來制備抗凝血藥,可通過如圖路線合成:

(1)A與銀氨溶液反應(yīng)有銀鏡生成,則A的結(jié)構(gòu)簡式為
 
,1molG最多能與
 
molH2在催化劑作用下發(fā)生加成反應(yīng).
(2)檢驗C中含有Cl元素時,可選取的試劑是
 
(填編號,按選取先后順序排列)
a.氫氧化鈉的水溶液     b.稀鹽酸    c.硝酸銀     d.稀硝酸
(3)寫出F和過量NaOH溶液共熱時反應(yīng)的化學(xué)方程式
 

(4)H是E的同分異構(gòu)體,H中苯環(huán)上有只有兩個取代基,且位于苯環(huán)的對位,H可以使氯化鐵溶液顯紫色,可以和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出氣體,則H的結(jié)構(gòu)簡式為
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

現(xiàn)有①0.2mol/L NaOH溶液、②0.2mol/L HX溶液,兩溶液等體積混合后,測得
溶液中:c(Na+)>c(X-).則:
(1)上述混合液中各離子濃度由大到小的順序為
 

(2)pH=12的NaOH溶液與pH=2的HX等體積混合,混合后溶液顯
 

(填“酸”、“堿”或“中”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列有關(guān)物質(zhì)的分類全部正確的一組是( 。
 單質(zhì)混合物氧化物電解質(zhì)
ACu冰水混合物CuOCO2
BSO3Na2CO3雙氧水KOH
CCH3CH2OH空氣KClO3Mg
DN2濃硫酸H2OFeCl3
A、AB、BC、CD、D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

常溫下,下列各組離子可能大量共存的是( 。
A、能使甲基橙顯黃色的溶液:Cl-、CO32-、K+、AlO2-
B、含CO32-的溶液:Ca2+、Na+、Cl-、NO3-
C、加入Al能放出H2的溶液中:Cl-、SO42-、NH4+、NO3-、Mg2+
D、在由水電離出的c(OH-)=10-13mol?L-1的溶液中:[Ag(NH32]+、Na+、Fe2+、AlO2-、I-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

一定條件下,可將NH3和NOx轉(zhuǎn)變?yōu)镹2和H2O,這是目前硝酸廠尾氣治理所普遍采用的一種方法.某;瘜W(xué)研究小組擬用下列流程驗證NO能被氨氣還原并計算其轉(zhuǎn)化率.如圖1(已知:濃硫酸在常溫下不氧化NO氣體).

根據(jù)題意完成下列各題:
(1)裝置③可以選的干燥劑為:
 
(選填序號,下同);裝置④可以選的固體干燥劑為:
 

A.濃硫酸    B.堿石灰    C.硅膠
(2)若實驗室只提供濃氨水和生石灰兩種試劑,可選擇圖2中
 
裝置來制取氨氣.
(3)若實驗室提供稀硝酸、銅絲和小顆粒石灰石,若選用上圖D裝置制取較純NO,其操作方法是:
 

(4)裝置⑥中,小段玻璃管的作用是
 

(5)裝置⑦的作用可能是:
 

(6)若進入裝置⑤的NO共2688mL(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況,下同),氨氣過量,最后收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下2016mL N2,則NO的轉(zhuǎn)化率為:
 

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