近年來,碳和碳的化合物在生產(chǎn)生活實際中應(yīng)用廣泛.
(1)甲烷燃燒放出大量的熱,可作為能源用于人類的生產(chǎn)和生活.
已知 ①2CH4(g)+3O2(g)=2CO (g)+4H2O(l)△H1=-1214.6KJ/mol
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ/mol
則反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O (l) 的△H=______.
(2)將兩個石墨電極插人KOH溶液中,向兩極分別通入CH4和O2,構(gòu)成甲烷燃料電池.通入CH4的一極,其電極反應(yīng)式是:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;通入O2的一極,其電極反應(yīng)式是______.
(3)若用石墨做電極電解500ml飽和食鹽水,寫出電解反應(yīng)的離子方程式為:______ H2↑+Cl2↑+2OH-
【答案】分析:(1)根據(jù)蓋斯定律來計算化學(xué)反應(yīng)的焓變;
(2)燃料電池中,正極上是氧氣得電子的反應(yīng);
(3)根據(jù)電解池的工作原理和電極方程式來計算;
(4)①利用化學(xué)反應(yīng)速率的計算公式計算;
②根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式進(jìn)行計算;
③利用轉(zhuǎn)化率與消耗量和起始量的關(guān)系計算并判斷反應(yīng)熱;
④從等效平衡的角度分析.
解答:解:(1)根據(jù)題意得CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H1=-607.3KJ/mol①,CO (g)+O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ/mol②,
根據(jù)蓋斯定律,①+②可得反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O (l) 的△H=-607.3KJ/mol+(-283kJ/mol)=-890.3KJ/mol,故答案為:-890.3KJ/mol;   
(2)燃料電池中,正極上是氧氣得電子的反應(yīng),當(dāng)以KOH溶液為電解質(zhì)時,氧氣得電子的反應(yīng)為:O2+4e_+2H2O=4OH-,故答案為:O2+4e_+2H2O=4OH-
(3)用石墨做電極電解飽和食鹽水的電極反應(yīng)為:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-,當(dāng)兩極共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體1.12L(0.05mol)時,
則生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.05mol,所以COH-==0.1mol/L,所以PH=13,故答案為:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-;13;
(4)①v(CO2)==0.16mol/(L?min)=v(H2),故答案為:0.16mol?(L?min)-1;
 ②驗2和實驗3反應(yīng)溫度相等,則反應(yīng)的平衡常數(shù)相等,可根據(jù)實驗2計算平衡常數(shù),
         H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)
初始 0.5mol/L    1mol/L              0       0
轉(zhuǎn)化 0.2mol/L   0.2mol/l         0.2mol/l    0.2mol/l
平衡 0.3mol/L   0.8mol/L         0.2mol/l    0.2mol/l 
K==0.17,故答案為:0.17;
③實驗1中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=40%,實驗2中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=20%,則實驗1的轉(zhuǎn)化率大于實驗2,
則說明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,該反應(yīng)放熱,故答案為:放;
④若實驗3要達(dá)到與實驗2等效的平衡狀態(tài),則所加入物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于初始原料的配比數(shù),即b=2a,因t<3min,說明反應(yīng)速率增大,反應(yīng)物濃度增大,所以有b>1,
故答案為:b=2a>l (或a>0.5,b=2a;或b>1,b=2a).
點評:本題考查化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率等知識,做題時注意把握影響平衡移動的因素以及平衡常數(shù)的有關(guān)計算,此為化學(xué)平衡�?疾閱栴}.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年河北省邯鄲市高三第二次模擬考試?yán)砭C化學(xué)試卷(解析版) 題型:簡答題

硼及其化合物在耐髙溫合金工業(yè)、催化劑制造、髙能燃料等方面應(yīng)用廣泛。

(1)氮化硼是一種耐高溫材料,巳知相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:

2B(s)+N2(g)= 2BN(s) ΔH=a kJ • mol-1

B2H6 (g)=2B(s) + 3H2 (g) ΔH =b kJ • mol-1

N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)    ΔH =c kJ• mol-1

①反應(yīng)B2H6(g)+2NH3(g)=2BN(s) +6H2(g)   ΔH =                   (用含a、b、c 的代數(shù)式表示)kJ ·mol-1。

②B2H6是一種髙能燃料,寫出其與Cl2反應(yīng)生成兩種氯化物的化學(xué)方程式:                        。

(2)硼的一些化合物的獨特性質(zhì)日益受到人們的關(guān)注。

①最近美國化學(xué)家杰西·薩巴蒂尼發(fā)現(xiàn)由碳化硼制作的綠色焰火比傳統(tǒng)焰火(硝酸鋇)更安全,碳化硼中硼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78. 6%,則碳化硼的化學(xué)式為                               

②近年來人們將LiBH4和LiNH2球磨化合可形成新的化合物 Li3BN2H8和Li4BN3 H10,Li3BN2H8球磨是按物質(zhì)的量之比n(LiNH2) : n(LiBH4) = 2 : 1加熱球磨形成的,反應(yīng)過程中的X衍射圖譜如圖所示。

Li3BN2H8在大于250℃時分解的化學(xué)方程式為                                         ,Li3BN2H8與Li4BN3H10 的物質(zhì)的量相同時,充分分解,放出等量的H2,Li4BN3 H10分解時還會產(chǎn)生固體Li2NH和另一種氣體,該氣體是       。

(3)直接硼氫化物燃料電池的原理如圖,負(fù)極的電極反應(yīng)式為                                。電池總反應(yīng)的離子方程式為                                                

 

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