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I.已知:反應
4HCl(g)+O2(g)
CuO/CuCI
400℃
 2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6kJ/mol
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184kJ/mol

(1)H2與O2反應生成氣態(tài)水的熱化學方程式是
 

(2)斷開1mol H-O 鍵所需能量約為
 
kJ.
II.實施以減少能源浪費和降低廢氣排放為基本內容的節(jié)能減排政策,是應對全球氣候問題、建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇.化工行業(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求.試運用所學知識,解決下列問題:
(1)已知某反應的平衡表達式為:K=
c(H2)c(CO)
c(H2O)
,它所對應的化學方程式為:
 

(2)已知在400℃時,N2 (g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0  的K=0.5,則400℃時,在0.5L的反應容器中進行合成氨反應,一段時間后,測得N2、H2、NH3的物質的量分別為2mol、1mol、2mol,則此時反應V(N2
 
V(N2(填:>、<、=、不能確定)欲使得該反應的化學反應速率加快,同時使平衡時NH3的體積百分數(shù)增加,可采取的正確措施是
 
(填序號)
A.縮小體積增大壓強  B.升高溫度   C.加催化劑   D.使氨氣液化移走
(3)在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:
A(g)+3B(g)?2C(g)+D(s)△H,其化學平衡常數(shù)K與溫度t的關系如下表:
t/K300400500
K/(mol?L-124×1068×107K1
請完成下列問題:
①判斷該反應的△H
 
0(填“>”或“<”)
②在一定條件下,能判斷該反應一定達化學平衡狀態(tài)的是
 
 (填序號).
A.3v(B)(正)=2v(C)(逆)B.A和B的轉化率相等
C.容器內壓強保持不變   D.混合氣體的密度保持不變
(4)以天然氣(假設雜質不參與反應)為原料的燃料電池示意圖如圖所示.
①放電時,負極的電極反應式為
 

②假設裝置中盛裝100.0mL 3.0mol?L-1 KOH溶液,放電時參與反應的氧氣在標準狀況下體積為8 960mL.放電完畢后,電解質溶液中各離子濃度的大小關系為
 
考點:熱化學方程式,反應熱和焓變,化學電源新型電池,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷
專題:基本概念與基本理論
分析:Ⅰ、(1)根據(jù)蓋斯定律來解答;
(2)依據(jù)反應熱=拆化學鍵吸收的能量-形成化學鍵放出的能量來解答;
Ⅱ、(1)根據(jù)平衡常數(shù)的定義判斷反應的方程式;
(2)計算濃度商和平衡常數(shù)減小比較判斷反應進行的方向,若Q=K,反應達到平衡,Q<K,反應正向進行,Q>K反應逆向進行;使得該反應的化學反應速率加快,同時使平衡時NH3的體積百分數(shù)增加,需要改變條件 滿足化學反應速率增大,且平衡正向進行;
(3)分析圖表平衡常數(shù)溫度升高,平衡常數(shù)增大,平衡正向進行,正反應為吸熱反應;結合平衡移動原理分析,正逆反應速率相同,各組分含量保持不變分析選項;
(4)①正極發(fā)生還原反應,氧氣在正極放電生成氫氧根離子;
②計算氧氣的物質的量,進而計算生成二氧化碳的物質的量,根據(jù)n(NaOH)與n(CO2)比例關系判斷反應產物,進而計算溶液中電解質物質的量,結合鹽類水解與電離等判斷.
解答: 解:Ⅰ、(1)①H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=-184kJ/mol
②4HCl(g)+O2(g)
 CuO/CuCl 
.
400℃
2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律①×2+②得:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6 kJ/mol;
故答案為:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6 kJ/mol;
(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6 kJ/mol,△H=斷裂化學鍵吸收的能量-形成化學鍵放出的能量=2×436KJ+498KJ-4×H-O=-483.6 kJ,則得到H-O的鍵能=463.4kJ;
故答案為:463.4;
Ⅱ(1)平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積,平衡常數(shù)中,分子為生成物,分母為反應物,再結合質量守恒定律,所以該反應的方程式為C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);
故答案為:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);
(2)一段時間后,當N2、H2、NH3的物質的量分別為2mol/L、1mol/L、2mol/L時,Qc=
4×4
23
=0.5,所以該狀態(tài)是平衡狀態(tài),正逆反應速率相等,
欲使得該反應的化學反應速率加快,同時使平衡時NH3的體積百分數(shù)增加,
A.反應是氣體體積減小的反應,縮小體積增大壓強,反應速率增大,平衡逆向進行,故A正確;
B.反應是放熱反應,升高溫度,速率增大,平衡逆向進行,故B錯誤;  
C.加催化劑改變反應速率,不改變平衡,故C錯誤;
D.使氨氣液化移走,平衡正向進行,反應速率減小,故D錯誤;
故答案為:=;A;
(3)①圖表分析可知,平衡常數(shù)隨溫度升高增大,說明正反應為吸熱反應,△H>0,故答案為:>; 
②A(g)+3B(g)?2C(g)+D(s)△H>0,
A.反應速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比,2v(B)(正)=3v(C)(逆),說明C的正逆反應速率相同,反應達到平衡狀態(tài),但3v(B)(正)=2v(C)(逆)不能說明反應達到平衡狀態(tài),故A錯誤;
B.A和B的轉化率相等與起始量、變化量有關,不能說明反應達到平衡狀態(tài),故B錯誤;
C.反應前后氣體體積減小,容器內壓強保持不變,說明反應達到平衡狀態(tài),故C正確;  
 D.反應前后氣體質量減小,體積不變,混合氣體的密度保持不變說明反應達到平衡狀態(tài),故D正確;
故答案為:CD;
(4)①正極發(fā)生還原反應,氧氣在正極放電生成氫氧根離子,正極電極反應式為:O2+4e-+2H2O=4OH-,負極是甲烷失電子在堿溶液中生成碳酸根離子,負極電極反應為:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;
故答案為:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;
②參與反應的氧氣在標準狀況下體積為8960mL,物質的量為
8.96L
22.4L/mol
=0.4mol,根據(jù)電子轉移守恒可知,生成二氧化碳為
0.4mol×4
8
=0.2mol,n(NaOH)=0.1L×3.0mol?L-1=0.3mol,n(NaOH):n(CO2)=0.3mol:0.2mol=3:2,介于1:1與2:1之間,故生成碳酸鉀、碳酸氫鉀,令碳酸鉀、碳酸氫鉀的物質的量分別為xmol、ymol,則x+y=0.2,2x+y=0.3,解得x=0.1,y=0.1,溶液中碳酸根水解,碳酸氫根的水解大于電離,溶液呈堿性,故c(OH-)>c(H+),碳酸根的水解程度大于碳酸氫根,故c(HCO3-)>c(CO32-),鉀離子濃度最大,水解程度不大,碳酸根濃度原大于氫氧根離子,故c(K+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),
故答案為:c(K+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+).
點評:本題考查熱化學方程式書寫、化學平衡常數(shù)、平衡移動相關計算、原電池等,題目較為綜合,涉及多方面的知識,難度中等,注意平衡標志判斷,離子濃度大小比較的解題應用.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

下列實驗操作中正確的是( �。�
A、蒸發(fā)操作時,應使混合物中的水分完全蒸干后,才能停止加熱
B、蒸餾操作時,應使溫度計水銀球靠近蒸餾燒瓶的支管口處
C、萃取操作時,選擇的萃取劑的密度必須比水大
D、蒸餾操作時,冷水從下口入,上口出

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科目:高中化學 來源: 題型:

納米TiO2在涂料、光催化、化妝品等領域有著極其廣泛的應用.
制備納米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2?xH2O,經過濾、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2
用現(xiàn)代分析儀器測定TiO2粒子的大小.用氧化還原滴定法測定TiO2的質量分數(shù):一定條件下,將TiO2溶解并還原為Ti3+,再以KSCN溶液作指示劑,用NH4Fe(SO42標準溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+

請回答下列問題:
(1)TiCl4水解生成TiO2?xH2O的化學方程式為
 

(2)檢驗TiO2?xH2O中Cl-是否被除凈的方法是
 

(3)配制NH4Fe(SO42標準溶液時,加入一定量H2SO4的原因是
 
;使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量筒外,還需要如圖中的
 
(填字母代號).
(4)滴定終點的現(xiàn)象是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

(1)12.4g Na2R含Na+0.4mol,則Na2R的摩爾質量是
 
,R的相對原子質量是
 
,含R的質量為1.6g的Na2R,其物質的量是
 

(2)CO和CO2的混合氣體18g,完全燃燒后測得CO2的體積為11.2L(標準狀況).試回答:
①混合氣體中CO的質量是
 
g.
②混合氣體中CO2在標準狀況下的體積為
 

③混合氣體在標準狀況下的密度為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

(1)A的產量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平.其與水加成的產物B是一種常用的有機溶劑,在生活中有重要的應用.
①B的分子式為
 

②寫出由A生成B的化學反應方程式:
 
,其反應類型為
 

(2)相對分子質量為72的烷烴,其分子式是
 
,其存在
 
種同分異構體,若此有機物的一氯代物只有一種的結構簡式為
 
,用系統(tǒng)命名法命名為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列物質:下列物質:①Na2SO4②HNO3③KClO3④NaHCO3⑤酒精⑥H2⑦H2O⑧NaOH ⑨氨水⑩金剛石
(1)屬于酸的是:
 
  屬于堿的是:
 

(2)屬于電解質:
 
 屬于非電解質:
 

(3)能導電的是:
 
(都填序號)

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科目:高中化學 來源: 題型:

(1)寫出下列微粒的電子式.
C2H4
 
;CH3-
 
;OH-
 

(2)鍵線式表示的分子式
 
;結構簡式為
 
;名稱是
 

(3)根據(jù)命名寫出該物質的結構簡式:
2,3-二甲基-2-戊烯
 
;對二甲苯
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列實驗能達到實驗目的且符合安全要求的是
 
.(可以多選)

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科目:高中化學 來源: 題型:

寫出下列物質的電子式
NaOH:
 
、NH4Cl:
 
、CO2
 
、HClO:
 
、NH3
 

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同步練習冊答案