【題目】煤的氣化是高效、清潔的利用煤炭的重要途徑之一.
(1)焦炭與水蒸氣反應(yīng)是將固體煤變?yōu)闅怏w燃料的方法.已知:
①C(s)+O2 (g)=CO2 (g)△H=﹣393.5kJmol1
②CO(g)+ O2 (g)=CO2 (g)△H=﹣283.0kJmol1
③H2(g)+ O2 (g)=H2O (g)△H=﹣241.8kJmol1
則碳與水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是 , 該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K隨溫度的升高將(填“增大”、“減小”或“不變”).
(2)CO可以與H2O(g)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0.在甲、乙兩個(gè)恒容密閉容器中,起始時(shí)按照表數(shù)據(jù)進(jìn)行投料,在800℃時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),K=1.0.

H2O

CO

CO2

H2

甲 n/mol

0.10

0.30

0.10

0.50

乙 n/mol

0.20

0.20

0

0

起始時(shí),甲容器中反應(yīng)向(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進(jìn)行;平衡時(shí),乙容器中CO的轉(zhuǎn)化率為
(3)以CO為燃料制作燃料電池,電池的正極通入O2和CO2 , 負(fù)極通入CO,電解質(zhì)是熔融碳酸鈉,寫出工作時(shí)正極的電極反應(yīng)式: , 若使用該電池電解熔融Al2O3制取10.8g Al,則理論上需要氧氣的體積為(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)L.
(4)將(2)中生成的混合氣用過量的NaOH溶液吸收,得到的溶液中有一種溶質(zhì)可以水解,請(qǐng)寫出其水解的離子方程式: ,

【答案】
(1)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ/mol;增大
(2)逆反應(yīng);50%
(3)O2+4e+2CO2=2CO32;6.72
(4)CO32+H2O?HCO3+OH;HCO3+H2O?H2CO3+OH
【解析】解:(1)在25℃、101kPa時(shí),H2與O2化合生成1mol H2O(g)放出241.8kJ的熱量,其熱化學(xué)方程式為:H2(g)+ O2(g)═H2O(g)△H=﹣241.8 kJ/mol,
已知:①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣393.5kJ/mol
②CO(g)+ O2(g)═CO2(g)△H=﹣283.0kJ/mol
③H2(g)+ O2(g)═H2O(g)△H=﹣241.8 kJ/mol,
根據(jù)蓋斯定律,①﹣③﹣②得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJmol1 , 由于該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以升高溫度平衡正移,K增大;
所以答案是:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ/mol;增大;(2)甲容器中:Qc= = = >1=K,所以反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行;
令參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為nmol,則:

CO(g)+

H2O(g)

CO2(g)+

H2(g)

開始(mol):

0.1

0.1

0

0

變化(mol):

n

n

n

n

平衡(mol):

0.1-n

0.1-n

n

n

由于反應(yīng)前后氣體的體積不變,可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù),故 =1,解得n=0.05,故CO的轉(zhuǎn)化率為 ×100%=50%,
所以答案是:逆反應(yīng);50%;(3)以CO為燃料制作燃料電池,電池的正極通入O2和CO2 , 負(fù)極通入CO,電解質(zhì)是熔融碳酸鹽,依據(jù)原電池反應(yīng)原理可知負(fù)極是一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳的過程,正極上氧氣得到電子被還原,與二氧化碳反應(yīng)生成CO32 , 電極方程式為:O2+4e+2CO2=2 CO32;
若使用該電池電解熔融Al2O3制取10.8g Al,結(jié)合電解反應(yīng)化學(xué)方程式計(jì)算,2Al2O3 4Al+3O2↑;n(Al)= =0.4mol
依據(jù)電子守恒得到:O2~4e﹣~ Al,
則理論上需要氧氣物質(zhì)的量為0.3mol,氧氣的體積為(標(biāo)準(zhǔn)狀況下) 6.72L,
所以答案是:O2+4e+2CO2=2 CO32;6.72(4)因(2)中生成的混合氣含有CO2 , 用過量的NaOH溶液吸收生成Na2CO3 , 為強(qiáng)堿弱酸鹽,水解呈堿性,離子方程式為CO32+H2OHCO3+OH , HCO3+H2OH2CO3+OH ,
所以答案是:CO32H2OHCO3+OH、HCO3+H2OH2CO3+OH
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了化學(xué)平衡的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),需要掌握反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%;產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%才能正確解答此題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】下列裝置所示的實(shí)驗(yàn)中,能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵?/span>
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A.T°C時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)值為4
B.c點(diǎn)沒有達(dá)到平衡,此時(shí)反應(yīng)向逆向進(jìn)行
C.若c點(diǎn)為平衡點(diǎn),則此時(shí)容器內(nèi)的溫度高于T°C
D.T°C時(shí),直線cd上的點(diǎn)均為平衡狀態(tài)

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【題目】把一定量的Na2O2和NaHCO3的混合粉末分為兩等份,將其中一份加入到100mL稀鹽酸中恰好完全反應(yīng),生成的氣體干燥后體積為2.24L(標(biāo)況);再將此氣體通入另一份混合物中,恰好完全反應(yīng)后,得到O2 2.016L(標(biāo)況),則加入稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度是(
A.3.4mol/L
B.0.2mol/L
C.1.8mol/L
D.3.6mol/L

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【題目】常壓下羰基化法精煉鎳的原理為:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2×105。已知:Ni(CO)4的沸點(diǎn)為42.2℃,固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。

第一階段:將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4

第二階段:將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來,加熱至230℃制得高純鎳。

下列判斷正確的是

A. 增加c(CO),平衡向正向移動(dòng),反應(yīng)的平衡常數(shù)增大

B. 第一階段,在30℃50℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度,選50℃

C. 第二階段,Ni(CO)4分解率較低

D. 該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)

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【題目】已知用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液能與KMnO4溶液反應(yīng).某化學(xué)小組研究發(fā)現(xiàn),少量MnSO4可對(duì)該反應(yīng)起催化作用.為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響,探究如下:
(1)常溫下,探究不同的初始pH和草酸溶液濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn),則A= , C= , E=

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

溫度

初始pH

0.1mol/L草酸溶液體積/mL

0.01mol/LKMnO4
溶液體積/mL

蒸餾水體積/mL

待測(cè)數(shù)據(jù)(混合液褪色時(shí)間/s)

常溫

1

20

50

30

t1

常溫

A

B

C

30

t2

常溫

2

40

D

E

t3


(2)該反應(yīng)的離子方程式
(3)若t1<t2 , 則根據(jù)實(shí)驗(yàn)①和②得到的結(jié)論是
(4)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)每組實(shí)驗(yàn)反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化總是如圖,其中t1~t2時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因可能是:

;②
(5)化學(xué)小組用滴定法測(cè)定KMnO4溶液物質(zhì)的量濃度:取ag草酸晶體(H2C2O42H2O,摩爾質(zhì)量126g/mol)溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液置于錐形瓶中,加入適量稀H2SO4酸化,再用KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),重復(fù)滴定三次,平均消耗KMnO4溶液VmL.滴定到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是:;實(shí)驗(yàn)中所需的定量儀器有(填儀器名稱).該KMnO4溶液的物質(zhì)的量濃度為mol/L.

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【題目】材料與化學(xué)密切相關(guān),表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是

選項(xiàng)

材料

主要化學(xué)成分

A

普通水泥、普通玻璃

硅酸鹽

B

剛玉、金剛石

三氧化二鋁

C

天然氣、可燃冰

甲烷

D

光導(dǎo)纖維、石英

二氧化硅

A. A B. B C. C D. D

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【題目】人們已步入“4G”時(shí)代,以光導(dǎo)纖維為基礎(chǔ)的高速信息通道尤為重要.制造光導(dǎo)纖維的材料是(
A.銅合金
B.橡膠
C.聚乙烯
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【題目】下列固體投入水中,有氣體產(chǎn)生的是(
A.Na2CO3
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