“低碳循環(huán)”已引起各國家的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量和有效地開發(fā)利用CO2正成為化學(xué)家研究的主要課題.
(1)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?
CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)組 溫度 起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡所需
時(shí)間/min
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K=
 

②實(shí)驗(yàn)3中,若平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣,則
a
b
的值
 
(填具體值或取值范圍).
③實(shí)驗(yàn)4,若900℃時(shí),在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均為1mol,則此時(shí)V
 
V(填“<”,“>”,“=”).
(2)已知在常溫常壓下:寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:
 

①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol
(3)已知草酸是一種二元弱酸,草酸氫鈉(NaHC2O4)溶液顯酸性.常溫下,向10mL 0.01mol?L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol?L-1 NaOH溶液時(shí),比較溶液中各種離子濃度的大小關(guān)系
 

(4)CO2在自然界循環(huán)時(shí)可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×10-9.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2×10-4mol/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為
 
mol/L.
(5)以二甲醚(CH3OCH3)、空氣、H2SO4為原料,鉑為電極可構(gòu)成燃料電池,其工作原理與甲烷燃料電池的原理相似.請寫出該電池負(fù)極上的電極反應(yīng)式:
 
考點(diǎn):化學(xué)平衡常數(shù)的含義,熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),離子濃度大小的比較
專題:化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題
分析:(1)①化學(xué)平衡常數(shù)K=
c(CO2).c(H2)
c(CO).c(H2O)

②若平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣,則
a-d
a
c
b
;   
③根據(jù)濃度商與化學(xué)平衡常數(shù)相對大小判斷反應(yīng)方向,從而確定正逆反應(yīng)速率相對大;
(2)根據(jù)蓋斯定律書寫;
(3)草酸氫鈉(NaHC2O4)溶液顯酸性,說明草酸氫根離子電離程度大于水解程度,但水解和電離程度都較;
(4)c(CaCl2)=
Ksp
c(Na2CO3)

(5)該燃料電池中,負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng).
解答: 解:(1)①平衡時(shí)c(CO)=
1.6mol
2L
=0.8mol/L,c(H2)=
0.4mol
2L
=0.2mol/L,c(H2O)=
(1-0.4)mol
2L
=0.6mol/L,c(CO2)=c(H2)=
0.4mol
2L
=0.2mol/L,
化學(xué)平衡常數(shù)K=
c(CO2).c(H2)
c(CO).c(H2O)
=
0.2×0.2
0.8×0.3
=
1
6
或0.17,
故答案為:
1
6
或0.17;
②根據(jù)方程式知,參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量等于生成氫氣的物質(zhì)的量,所以a-d=c,若平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣,則
a-d
a
c
b
,
a
b
a-d
c
=1,其轉(zhuǎn)化率大于0,所以0<
a
b
a-d
c
=1,
故答案為:<1 (填0<a/b<1亦可);    
③c(CO)=c(H2)=c(H2O)=c(CO2)=
1mol
2L
=0.5mol/L,濃度商=
0.5×0.5
0.5×0.5
=1>K,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則V<V,故答案為:<;
(2)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol
將方程式
①-②
2
+2③得CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=
( -1275.6kJ/mol)-( -566.0kJ/mol)
2
+2×(-44.0kJ/mol)=-442.8 kJ∕mol  
故答案為:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8 kJ∕mol; 
(3)二者恰好反應(yīng)生成草酸氫鈉,草酸氫鈉溶液呈酸性c(H+)>c(OH-),則草酸氫根離子電離和水電離都生成氫離子,草酸氫根離子水解和電離程度較小,所以離子濃度大小順序是c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-),故答案為:c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-);  
(4)混合溶液中c(Na2CO3)=1×10-4mol/L,根據(jù)溶度積常數(shù)得混合溶液中c(CaCl2)=
2.8×10-9
1×10-4
mol/L
=2.8×10-5mol/L,二者等體積混合時(shí)溶質(zhì)濃度降為原來的一半,所以原來氯化鈣濃度為5.6×10-5mol/L,故答案為:5.6×10-5;
(5)該燃料電池中,負(fù)極上二甲醚失電子和水反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子,電極反應(yīng)式為CH3OCH3-12e-+3H2O=3CO2+12H+,故答案為:CH3OCH3-12e-+3H2O=3CO2+12H+
點(diǎn)評:根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)公式、蓋斯定律、原電池原理、鹽類水解、難溶物的溶解平衡等知識點(diǎn)來分析解答,考查知識面較廣,同時(shí)考查學(xué)生對知識點(diǎn)掌握及綜合運(yùn)用能力,易錯(cuò)點(diǎn)是(4)題,第一次要正確計(jì)算混合溶液中碳酸鈉濃度,第二次要將根據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算出的氯化鈣濃度轉(zhuǎn)化為原溶液濃度,為易錯(cuò)點(diǎn).
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:

如圖是部分短周期元素的單質(zhì)及其化合物(或其溶液)的轉(zhuǎn)化關(guān)系,已知B、C、D、E是非金屬單質(zhì),且在常溫常壓下都是氣體;化合物G的焰色反應(yīng)為黃色,化合物I和J通常狀況下呈氣態(tài);反應(yīng)①是化工生產(chǎn)中的一種重要的固氮反應(yīng).

(1)單質(zhì)E的結(jié)構(gòu)式
 

(2)F和H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 
,該反應(yīng)中被氧化與被還原的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是
 

(3)銨鹽H中陽離子的電子式
 
,檢驗(yàn)H中陽離子的方法是
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

沸石是一大類天然結(jié)晶硅鋁酸鹽的統(tǒng)稱.自然界中已發(fā)現(xiàn)的沸石有30多種,較常見的有方沸石NaAlSi2O6?H2O、鈉沸石Na2Al2Si3O10?2H2O和鈣沸石CaAl2Si3O10?3H2O等.完成下列填空:
(1)鈉原子核外共有
 
種不同能量的電子,這些電子分占
 
種不同的軌道.
(2)常溫下,下列5種鈉鹽濃度均為0.1mol?L-1的溶液,對應(yīng)的pH如下:
溶質(zhì) CH3COONa NaHCO3 Na2CO3 NaClO NaCN
pH 8.8 9.7 11.6 10.3 11.1
上述鹽溶液中的陰離子,結(jié)合H+能力由強(qiáng)到弱的順序是
 

(3)NaOH在實(shí)驗(yàn)室中常用來進(jìn)行洗氣和提純,當(dāng)300mL 1mol?L-1的NaOH溶液吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L CO2時(shí),所得溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)?div id="5y7nyfn" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

(4)金屬鋁與一般的金屬比較,在化學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)出的三大特性為:
 
 
、
 

(5)晶體硅、金剛石和金剛砂(SiC)硬度由大到小的順序是
 

(6)鈣沸石CaAl2Si3O10?3H2O改寫成氧化物的形式為
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

如表是元素周期表中短周期元素的一部分,表中所列字母分別代表一種元素.
ⅠA 0
A ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA B
D E F I
C G H
(1)D的氫化物比G的氫化物穩(wěn)定,其原因是
 

(2)在一定條件下,A與E可形成一種極易溶于水的氣態(tài)化合物,該物質(zhì)溶于水后的溶液呈
 
性(填“酸”、“堿”或“中”).
(3)由I形成的單質(zhì)與水化學(xué)反應(yīng)方程式
 

(4)“神舟”六號載人飛船內(nèi)需要有一種化合物來吸收航天員呼出的CO2,你認(rèn)為該物質(zhì)應(yīng)該是由表中的
 
(填字母序號)元素組成的,用化學(xué)方程式表示吸收原理:
 
,飛船中需要制造一種適合航天員生存的人工態(tài)環(huán)境,還應(yīng)該在氧氣中充入一種稀釋氣體,該氣體化學(xué)式為
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

反應(yīng)2A?B+C,在某一溫度時(shí),達(dá)到平衡.
(1)若溫度升高,化學(xué)平衡正向移動(dòng),則正反應(yīng)是
 
熱反應(yīng);
(2)若B是固體,降低壓強(qiáng)時(shí),平衡逆向移動(dòng),則A是
 
態(tài);
(3)若A是氣態(tài),加壓時(shí),平衡不移動(dòng),則B為
 
態(tài),C為
 
態(tài).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列說法中不正確的是( 。
A、1mol 氧氣中含有12.04×1023個(gè)氧原子,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下占有體積22.4 L
B、等體積、濃度均為1mol/L的碳酸和鹽酸,電離出的氫離子數(shù)之比為2:1
C、1mol臭氧和1.5mol氧氣含有相同的氧原子數(shù)
D、等物質(zhì)的量的干冰和葡萄糖(C6H12O6)中所含氧原子數(shù)之比為1:3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

BHT是一種常用的食品抗氧化劑,從出發(fā)合成BHT的方法有如圖兩種.下列說法錯(cuò)誤的是(  )
A、兩種方法的反應(yīng)類型都是加成反應(yīng)
B、BHT在水中的溶解度小于苯酚
C、BHT與都能使酸性KMnO4褪色
D、從綠色化學(xué)角度分析方法一優(yōu)于方法二

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

2008年北京奧運(yùn)會“祥云”火炬用的是環(huán)保型燃料--丙烷(C3H8),悉尼奧運(yùn)會火炬所用燃料為65%丁烷(C4H10)和35%丙烷.下列有關(guān)說法不正確的是( 。
A、丙烷和丁烷互為同系物,化學(xué)性質(zhì)相似
B、丙烷和丁烷的特征反應(yīng)均為取代反應(yīng)
C、C3H8沒有同分異構(gòu)體,C4H10有兩種同分異構(gòu)體
D、等質(zhì)量的丙烷和丁烷完全燃燒時(shí),后者耗氧量大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下表是部分短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià),根據(jù)表中信息,下列敘述正確的是( 。
元素代號LMQRT
原子半徑/nm0.1600.1430.0890.1020.074
主要化合價(jià)+2+3+2+6、-2-2
A、L2+與R2-的核外電子數(shù)相等
B、氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:H2T>H2R
C、M與T形成的化合物能溶于氨水溶液
D、相同條件下,單質(zhì)與同濃度稀鹽酸反應(yīng)的速率:M>L

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