Question

【題目】（14分）按要求完成下列填空

Ⅰ．已知：①2C3H8(g)＋7O2(g)＝6CO(g)＋8H2O(l) ΔH＝－2741.8kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH="-566" kJ/mol

（1）反應(yīng)C3H8(g)＋5O2(g)＝3CO2(g)＋4H2O(l)的ΔH＝ ；

（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） ΔH＞0

①下列事實能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是 ；

a．體系中的壓強不發(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)=" 1" mol·L-1, c(H2O)="2.4" mol·L-1; 達(dá)到平衡后，CO的轉(zhuǎn)化率為60％，該反應(yīng)在此溫度下的平衡常數(shù)是 ；

（3）熔融碳酸鹽燃料電池的電解質(zhì)為Li2CO3和 Na2CO3的混合物，燃料為CO，在工作過程中，電解質(zhì)熔融液的組成、濃度都不變，寫出負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式 。

Ⅱ．氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它可用石英與焦炭在高溫的氮氣流中反應(yīng)制得：

SiO2 + C + N2 Si3N4 + CO 根據(jù)題意完成下列各題：

（1）配平上述化學(xué)反應(yīng)方程式。 SiO2 + C + N2 Si3N4 + CO

（2）為了保證石英和焦炭盡可能的轉(zhuǎn)化，氮氣要適當(dāng)過量。某次反應(yīng)用了30mol氮氣，反應(yīng)生成了5mol一氧化碳，則此時混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是 。

（3）氮化硅陶瓷的機(jī)械強度高，硬度接近于剛玉（A12O3），熱穩(wěn)定性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。以下用途正確的是 。

A．可以在冶金工業(yè)上制成坩堝、鋁電解槽襯里等設(shè)備

B．在電子工業(yè)上制成耐高溫的電的良導(dǎo)體

C．研發(fā)氮化硅的全陶發(fā)動機(jī)替代同類型金屬發(fā)動機(jī)

D．氮化硅陶瓷的開發(fā)受到資源的限制，沒有發(fā)展前途

Answer 1

【答案】Ⅰ．（1）-2219.9 kJ/mol（2分） （2）b d （2分）0.5（2分） （3）CO-2e_+CO32-=2CO2（2分）

Ⅱ．（1）3 6 2 1 6 （2分） （2）28 g/mol （2分） （3） AC （2分）

【解析】試題Ⅰ．（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，（①+②×3）÷2可得C3H8（g）+5O2（g）＝3CO2（g）+4H2O，其反應(yīng)熱為[(-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)前后的壓強始終不變，則體系中的壓強不發(fā)生變化，不能判斷平衡，故a錯誤；b．v正（H2）=v逆（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．因氣體的物質(zhì)的量不變，氣體的總質(zhì)量不變，所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變，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）

起始濃度（mol/L） 1 2.4 0 0

變化濃度（mol/L） 0.6 0.6 0.6 0.6

平衡濃度（mol/L） 0.4 1.8 0.6 0.6

因此該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為：＝0.5，故答案為：0.5；

（3）原電池中負(fù)極失去電子，CO在負(fù)極通入。由于電解質(zhì)熔融液的組成、濃度都不變，所以負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為CO-2e_+CO32-=2CO2；

Ⅱ．（1）由產(chǎn)物CO可知，SiO2與C化學(xué)計量數(shù)之比為1：2 由產(chǎn)物Si3N4可知SiO2與N2化學(xué)計量數(shù)之比為3：2，所以SiO2、C、N2化學(xué)計量數(shù)之比為3：6：2，令SiO2的化學(xué)計量數(shù)為3，C、N2化學(xué)計量數(shù)分別為6、2，結(jié)合元素守恒可知Si3N4、CO化學(xué)計量數(shù)分別為1、6，配平后方程式為3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO，故答案為：3；6；2；1；6；

（2）N2與CO的相對分子質(zhì)量都是28，所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為28，則此時混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是28g/mol，故答案為：28g/mol；

（3）A．氮化硅熱穩(wěn)定性好，可以用于熱工設(shè)備，故A正確；B．氮化硅屬于原子晶體，不是電的良導(dǎo)體，故B錯誤；C．氮化硅機(jī)械強度高，硬度大，可以替代同類型金屬發(fā)動機(jī)，故C正確；D．制備氮化硅的資源豐富，具有廣闊的發(fā)展前景，故D錯誤；故選：AC。