化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料。

I.氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高,具有廣闊的發(fā)展前景。現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn)(圖中所用電極均為惰性電極):

(1)對(duì)于氫氧燃料電池中,下列表達(dá)不正確的是________

A.a(chǎn)電極是負(fù)極,OH移向正極

B.b電極的電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e=4OH

C.電池總反應(yīng)式為:2H2+O22H2O

D.電解質(zhì)溶液的pH保持不變

E.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置

(2)上圖裝置中盛有100mL、0.1mol·L—1AgNO3溶液,當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí),則此時(shí)上圖裝置中溶液的pH=________(溶液體積變化忽略不計(jì))

II.氫氣是合成氨的重要原料。工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是:

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   ΔH=-92.20 kJ·mol1。

(1)下列事實(shí)中,不能說明上述可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡的是________

①單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol NH3的同時(shí)生成3n mol H2

②單位時(shí)間內(nèi)生成n mol N—H的同時(shí)生成n mol N≡N

③用N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1︰3︰2

④N2、H2、NH3的體積分?jǐn)?shù)不再改變

⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變

⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變

(2)已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2L的密閉容器中進(jìn)行,測(cè)得如下數(shù)據(jù):

時(shí)間(h)

物質(zhì)的量(mol)

0

1

2

3

4

N2

1.50

n1

1.20

n3

1.00

H2

4.50

4.20

3.60

n4

3.00

NH3

0

0.20

n2

1.00

1.00

 

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算:

反應(yīng)進(jìn)行到2小時(shí)時(shí)放出的熱量為________

0~1小時(shí)內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率________mol·L1·h1

③此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=________(保留兩位小數(shù))

④反應(yīng)達(dá)到平衡后,若往平衡體系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol,化學(xué)平衡將向________  方向移動(dòng)(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”、“不移動(dòng)”)。

 

【答案】

 

I.(1)ACD (3分) (2)   1(2分)

II.(1) ②、③ (2分)  

(2)27.66KJ (2分)   0.0500  (2分)  0.15 (3分)  正向(2分)

【解析】

試題分析:I.中左邊是燃料電池,右邊是電解池,電解硝酸銀溶液。(1)A、a電極是負(fù)極,OH移向負(fù)極,錯(cuò)誤;B、正確;C、反應(yīng)條件不是燃燒,錯(cuò)誤;D、反應(yīng)生成水,使KOH濃度降低,pH減小,錯(cuò)誤;E、正確;

(2)電子轉(zhuǎn)移為0.112÷22.4×2=0.01mol,陽極反應(yīng)為:4OH-4e=O2↑+2H2O,

 n(H+)=n(OH)=n(e)=0.01mol,c(H+)=0.001mol/L,pH=3;

 II.(1)根據(jù)變量不變達(dá)平衡判斷,反應(yīng)速率判據(jù)兩個(gè)方向,速率比為化學(xué)計(jì)量數(shù)比,①正確②③錯(cuò)誤,

 其它均為變量,正確;(2)3、4小時(shí)時(shí)氨氣濃度不變,反應(yīng)達(dá)到平衡,根據(jù)第4小時(shí)計(jì)算k值,為0.15;再根據(jù)濃度熵與k關(guān)系判斷平衡移動(dòng)方向。

考點(diǎn):考查化學(xué)平衡及移動(dòng)有關(guān)問題。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起到十分關(guān)鍵的作用.氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料.
Ⅰ(1)在298K、101kPa時(shí),2g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量.則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol

氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高,具有廣闊的發(fā)展前景.現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行下圖飽和食鹽水電解實(shí)驗(yàn)(圖中所用電極均為惰性電極).分析該裝置、回答下列問題:
(2)氫氧燃料電池中,a電極為電池的是
負(fù)極
負(fù)極
(填“正極”或“負(fù)極”),氣體M的分子式
H2
H2
,a電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為:
H2+OH--2e-=2H2O
H2+OH--2e-=2H2O

(3)若右上圖裝置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液,電解一段時(shí)間后須加入10.0mol/L鹽酸溶液50mL(密度為1.02g/mL)才能使溶液恢復(fù)至原來狀態(tài).則在此電解過程中導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為
4.14
4.14
mol.(保留小數(shù)點(diǎn)后2位)
Ⅱ氫氣是合成氨的重要原料.工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是:
N2(g)+3H2(g)?2NH3 (g)△H=-92.2kJ?mol-1
(4)下列事實(shí)中,不能說明上述可逆反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是
③④
③④

①N2、H2、NH3的體積分?jǐn)?shù)不再改變;
②單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol NH3的同時(shí)生成3n mol H2;
③單位時(shí)間內(nèi)生成3n mol N-H鍵的同時(shí)生成n mol N≡N;
④用N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1:3:2;
⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變;
⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變.
(5)已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2.00L的密閉容器中反應(yīng),測(cè)得如下數(shù)據(jù):
物質(zhì)的量/(mol)/時(shí)間(h) 0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0.00 0.20 n2 1.00 1.00
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算:
①反應(yīng)進(jìn)行到2小時(shí)時(shí)放出的熱量為
27.7
27.7
kJ.
②0~1小時(shí)內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率
0.05
0.05
mol?L-1?h-1
③此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K═
0.15
0.15
(保留兩位小數(shù)).
④反應(yīng)達(dá)到平衡后,若往平衡體系中再加入N2、H2 和NH3各1mol,化學(xué)平衡向
正反應(yīng)
正反應(yīng)
方向移動(dòng)(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”或“不移動(dòng)”.)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用.氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料.
I.氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高,具有廣闊的發(fā)展前景.現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn)(圖中所用電極均為惰性電極):
(1)對(duì)于氫氧燃料電池中,下列表達(dá)不正確的是
CD
CD

A.a(chǎn)電極是負(fù)極,OH-移向負(fù)極
B.b電極的電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.電池總反應(yīng)式為:2H2+O2
 點(diǎn)燃 
.
 
2H2O
D.電解質(zhì)溶液的pH保持不變
E.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置
(2)上圖裝置中盛有100mL、0.1mol?L-1AgNO3溶液,當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí),則此時(shí)上圖裝置中溶液的pH=
1
1
  (溶液體積變化忽略不計(jì))
II氫氣是合成氨的重要原料.工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.20kJ?mol-1
(1)下列事實(shí)中,不能說明上述可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡的是
②③
②③
(填序號(hào))
①單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol NH3的同時(shí)生成3n mol H2
②單位時(shí)間內(nèi)生成n mol N-H的同時(shí)生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1:3:2
④N2、H2、NH3的體積分?jǐn)?shù)不再改變
⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變
(2)已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2L的密閉容器中進(jìn)行,測(cè)得如下數(shù)據(jù):

時(shí)間(h)
物質(zhì)的量(mol)
0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0 0.20 N2 1.00 1.00
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算:
①反應(yīng)進(jìn)行到2小時(shí)時(shí)放出的熱量為
27.66kJ
27.66kJ

②此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
4
27
4
27
(保留兩位小數(shù))
③反應(yīng)達(dá)到平衡后,若往平衡體系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol,化學(xué)平衡將向
正反應(yīng)
正反應(yīng)
  方向移動(dòng)(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”、“不移動(dòng)”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2008?南京一模)化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用.
(1)蘊(yùn)藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體.甲烷氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol.
356g“可燃冰”(分子式為CH4?9H2O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水.放出的熱量為
1780.6kJ
1780.6kJ

(2)某種燃料電池,一個(gè)電極通入空氣,另一電極通入液化石油氣(以C4H10表示),電池的電解質(zhì)是摻入了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下傳導(dǎo)O2-
已知該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為:C4H10+2O2--4e-=CO2+H2O,則該電池正極的電極反應(yīng)式為
O2+4e-=2O2-
O2+4e-=2O2-
,電池工作時(shí),固體電解質(zhì)里的O2-
負(fù)
負(fù)
極移動(dòng).
(3)已知一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)為:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
①T℃時(shí),在一定體積的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),發(fā)生反應(yīng)并保持溫度不變,各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如下表:T℃時(shí)物質(zhì)的濃度(mol/L)變化
時(shí)間/min CO H2O(g) CO2 H2
0 0.200 0.300 0 0
2 0.138 0.238 0.062 0.062
3 0.100 0.200 0.100 0.100
4 0.100 0.200 0.100 0.100
5 0.116 0.216 0.084 C1
6 0.096 0.266 0.104 C2
第5、6min時(shí)的數(shù)據(jù)是保持溫度和體積不變時(shí),改變某一條件后測(cè)得的.第4~5min之間,改變的條件是
增加H2濃度
增加H2濃度
,第5~6min之間,改變的條件是
增加H2O(g)濃度
增加H2O(g)濃度
.T℃時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)是
0.5
0.5

②已知420℃時(shí),該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)為9.如果反應(yīng)開始時(shí),CO和H2O(g)的濃度都是0.01mol/L,則CO在此條件下的轉(zhuǎn)化率為
75%
75%

③397℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為12,請(qǐng)判斷該反應(yīng)的△H
0(填“>”、“=”、“<”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分重要的作用.
(1)蘊(yùn)藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀酷似冰的甲烷水合物.我國南海海底有豐富的“可燃冰”資源.取365g分子式為CH4?9H2O的“可燃冰”,將其釋放的甲烷完全燃燒生成CO2和H2O(l),可放出1780.6kJ的熱量,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3 kJ?mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3 kJ?mol-1

(2)甲醇是重要的基礎(chǔ)化工原料,又是一種新型的燃料,制取甲醇的傳統(tǒng)方法是采用CuO-ZnO/γ-Al2O3為催化劑,合成反應(yīng)為:CO+2H2
催化劑
.
加熱加壓
CH3OH.生產(chǎn)中一些工藝參數(shù)如圖所示.該反應(yīng)為
放熱
放熱
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).說明你作出判斷的依據(jù)
由圖知,不論在何種壓強(qiáng)下,都是溫度越高,CO的轉(zhuǎn)化率越小
由圖知,不論在何種壓強(qiáng)下,都是溫度越高,CO的轉(zhuǎn)化率越小

最近有人制造了一種燃料電池,一個(gè)電極通入空氣,另一個(gè)電極加入甲醇,電池的電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導(dǎo)O2-離子.該電池的正極反應(yīng)式為
O2+4e-=2O2-
O2+4e-=2O2-
.電池工作時(shí),固體電解質(zhì)里的O2-
負(fù)
負(fù)
極推動(dòng).

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科目:高中化學(xué) 來源:2010年寧波市八校高二下學(xué)期期末聯(lián)考化學(xué)試題 題型:實(shí)驗(yàn)題

(18分)化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起到十分關(guān)鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料。
Ⅰ (1)在298K、101kPa時(shí),2g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量。則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:                                          
氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高,具有廣闊的發(fā)展前景,F(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行下圖飽和食鹽水電解實(shí)驗(yàn)(圖中所用電極均為惰性電極)。分析該裝置、回答下列問題:

(2)氫氧燃料電池中,a電極為電池的是      (填“正極”或“負(fù)極”),氣體M的分子式        ,a電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為:                            。
(3)若右上圖裝置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液,電解一段時(shí)間后須加入10.0mol/L鹽酸溶液50mL(密度為1.02g/mL)才能使溶液恢復(fù)至原來狀態(tài)。則在此電解過程中導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為        mol。(保留小數(shù)點(diǎn)后2位)
Ⅱ 氫氣是合成氨的重要原料。工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是:
N2(g)+3H2(g)2NH3 (g) ΔH=-92.2kJ·mol-1
(4)下列事實(shí)中,不能說明上述可逆反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是        
① N2、H2、NH3的體積分?jǐn)?shù)不再改變;
② 單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol NH3的同時(shí)生成3n mol H2;
③ 單位時(shí)間內(nèi)生成3n mol N—H鍵的同時(shí)生成n mol N≡N;
④ 用N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1:3:2;
⑤ 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變;
⑥ 混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變。
(5)已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2.00L的密閉容器中反應(yīng),測(cè)得如下數(shù)據(jù):

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算:
①反應(yīng)進(jìn)行到2小時(shí)時(shí)放出的熱量為      kJ。
②0~1小時(shí)內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率       mol·L-1·h-1。
③此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K==            (保留兩位小數(shù))。
④反應(yīng)達(dá)到平衡后,若往平衡體系中再加入N2、H2和NH3各1 mol,化學(xué)平衡向   方向移動(dòng)(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”或“不移動(dòng)”。)

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