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  CO和H2作为重要的燃料和化工原料,有着十分广泛的应用.
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ?mol-1
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H2=+131.3kJ?mol-1
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)△H=
 
  kJ?mol-1
(2)利用反应CO(g)+H2(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(g) 设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气(CO和H2物质的量之比为1:1)作负极燃气,空气与CO2的混合气为 正极助燃气,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质的一种新型电池.现以该燃料电池为电源,以石墨作电极电解饱和NaCl溶液,反应装置以及现象如图所示.则有:
①燃料电池即电源的N极的电极反应式为
 

②已知饱和食盐水的体积为1L,一段时间后,测得左侧试管中气体体积为11.2mL(标准状况),若电解前后溶液的体积变化忽略不计,而且电解后将溶液混合均匀,则此时溶液的pH为
 

(3)在不同的温度下,将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行如下反应:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
实验组温度℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/min
COH2OH2CO
1650421.62.46
2900210.41.63
①实验1中以v(CO2)表示的平均反应速率为
 
(取2位小数).
②下列措施可能使上述反应中CO的转化率增大的是
 
(填序号);
A.升高温度  B.降低温度  C.增大压强D.再加入一定量H2O(g)  E.使用催化剂.
考点:化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,原电池和电解池的工作原理
专题:
分析:(1)根据盖斯定律构造出目标反应热化学反应方程式,据此计算反应热;注意化学计量数乘以不同的系数,进行加减,焓变也要乘以相同的系数,做相应加减;
(2)①由图可知:电解饱和食盐水,阴极生成氢气,阳极生成氯气,氯气易溶于水,体积较小,则右端为阳极,所以N为原电池的正极,正极上氧气得电子;
②电解饱和食盐水时,阳极上是氯离子失电子,电极反应为:2Cl--2e-═Cl2↑,阴极上是氢离子得电子,2H++2e-═H2↑,根据氢氧化钠与氢气的关系式计算出溶液中的氢氧根离子、氢离子的浓度,然后计算出溶液的pH;
(3)①由表中数据可知,CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol,根据v=
△c
△t
计算v(CO),再利用速率之比等于化学计量数之比计算v(CO2);
②提高CO的平衡转化率,平衡正向进行,结合平衡移动原理分析判断.
解答: 解:(1)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol,
②C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H2=+131.3kJ/mol,
根据盖斯定律,①-②得CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g),△H=-393.5-131.3=-524.8kJ/mol,
故答案为:-524.8;
(2)①由图可知:电解饱和食盐水,阴极生成氢气,阳极生成氯气,氯气易溶于水,体积较小,则右端为阳极,所以N为原电池的正极,正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子而发生还原反应,电极反应式为:O2+4e-+2CO2=2CO32-
故答案为:O2+4e-+2CO2=2CO32-
②电极饱和食盐水,阴极发生了反应:2H++2e-═H2↑,由2NaOH~H2↑,阴极得到11.2mL标准状况下的气体,则n(OH-)=
0.0112L
22.4L/mol
×2=0.001mol,
溶液中c(OH-)=
0.001mol
1L
=0.001mol/L,c(H+)=
1×10-14
0.001
mol/L=1×10-11mol/L,
所以pH=11,
故答案为:11;
(3)①、由表中数据可知,CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol,v(CO)=
1.6mol
2L
6min
=
2
15
mol/(L?min),速率之比等于化学计量数之比,
故v(CO2)=v(CO)=
2
15
mol/(L?min)=0.13mol/(L?min),
故答案为:0.13mol/(L?min);
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2 (g),反应是气体体积不变的放热反应;
A.反应是放热反应,升高温度平衡逆向进行,一氧化碳转化率减小,故A不符合;
B.反应是放热反应,降低温度,平衡向正方向移动,一氧化碳转化率增大,故B符合;
C.反应前后气体体积不变,增大压强平衡不动,一氧化碳转化率不变,故C不符合;
D.再加入一定量H2O(g),平衡正向进行,一氧化碳转化率增大,故D符合;
E.使用催化剂平衡不移动,所以一氧化碳转化率不变,故E不符合;
故答案为:BD.
点评:本题考查了盖斯定律的应用、原电池原理和电解池原理的应用、反应速率的计算和影响平衡的因素等,题目综合性强,难道较大,侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

关于原电池和电解池的电极名称,下列说法错误的是(  )
A、原电池中失去电子的一极一定为负极
B、电解池中与直流电源负极相连的一极一定为阴极
C、电解池中发生氧化反应的一极一定为阳极
D、原电池中负极的质量一定减少

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列离子方程式书写正确的是(  )
A、稀硝酸溶液中加入氢氧化亚铁:Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
B、NaOH溶液中加入过量Ba(HCO32溶液:Ba2++2OH-+2HCO3-=BaCO3↓+2H2O+CO32-
C、FeI2溶液中通入极少量Cl2:2I-+Cl2=I2+2Cl-
D、AlCl3溶液中加入过量氨水:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:

乙酰苯胺是一种白色有光泽片状结晶或白色结晶粉末,是磺胺类药物的原料,可用作止痛剂、退热剂、防腐剂和染料中间体.乙酰苯胺的制备原理为:NH2+CHC3OOH?-H2O
实验参数:
名称性状密度/(g/cm3沸点/℃溶解性
苯胺无色油状液体,有还原性1.02184.4微溶于水易溶于乙醇、乙醚等
乙酸无色液体1.05118.1易溶于水易溶于乙醇、乙醚
乙酰苯胺白色晶体1.22304微溶于冷水,溶于热水易溶于乙醇、乙醚
实验装置:(见图)
注:刺形分馏柱的作用相当于二次蒸馏,用于沸点差别不太大的混合物的分离.
实验步骤:
步骤1:在圆底烧瓶中加入无水苯胺9.3mL,冰醋酸18.4mL,锌粉0.1g,安装仪器,加入沸石,调节加热温度,使柱顶温度控制在105℃左右,反应约60~80min,反应生成的水及少量醋酸被蒸出.
步骤2:在搅拌下,趁热将烧瓶中的物料以细流状倒入盛有100mL冰水的烧杯中,剧烈搅拌,并冷却,结晶,抽滤、洗涤、干燥,得到乙酰苯胺粗品.
步骤3:将此粗乙酰苯胺进行重结晶,晾干,称重,计算产率.
请回答下列问题:
(1)步骤1中所选圆底烧瓶的最佳规格是
 

a.25mL      b.50mL       c.150mL          d.200mL
(2)从化学平衡的角度分析,要控制分馏柱上端的温度在105℃左右的原因是
 

(3)步骤1加热可用
 
(填“水浴”或“油浴”).
(4)洗涤乙酰苯胺粗品最合适的试剂是
 

a.用少量冷水洗 b.用少量热水洗c.先用冷水洗,再用热水洗  d.用酒精洗
(5)步骤2得到的粗晶体中因含有某些杂质而颜色较深,步骤3重结晶的操作是:将粗晶体用热水溶解,加入活性炭0.1g,煮沸进行脱色,
 
,再将滤液冷却结晶.
(6)该实验最终得到纯品9.1g,已知苯胺、乙酸和乙酰苯胺的摩尔质量分别为93g?mol-1、60g?mol-1、135g?mol-1.则乙酰苯胺的产率是
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列溶液中有关微粒的物质的量浓度关系正确的是(  )
A、pH相等的下列溶液①(NH42SO4、②NH4HSO4、③NH4Cl,c(NH4+)的大小关系为①=③>②
B、0.1mol/L的NaHA溶液,若pH=4,则溶液中存在:c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-
C、在NaHCO3和Na2CO3的混合溶液中一定存在:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+c(CO32-
D、在物质的量浓度之比为1:2的NaClO、NaHCO3的混合溶液中一定存在:c(HClO)+c(ClO-)=2c(HCO3-)+2c(H2CO3)+2c(CO32-

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科目:高中化学 来源: 题型:

用于配制香辛樱桃、杏和蜂蜜等香料的“对香豆酸“(以M表示)其结构简式为

回答下列问题:
(1)写出M的分子式:
 

(2)下列关于M的说法不正确的是:
 

A.液态M加入金属钠有H2生成
B.能发生加成、取代、银镜反应
C.1molM分子最多能与5mol氢气反应
D.加FeCl3,溶液显特征颜色
(3)丁是M的同分异构体,可通过图转化关系制得:

①甲→乙的反应类型是
 

②乙分子中所含官能团名称
 

③丙→丁反应的化学方程式
 

(4)有机物戊为M的同分异构体,且知戊有如下特点:
①其苯环上含有两个对位的取代基
②能与NaHCO3溶液反应放出气体
③能发生银镜反应
请写出戊的结构简式:
 
(任写一个即可).

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科目:高中化学 来源: 题型:

天宫一号是由长征二号大推力火箭发射升空的,火箭推进剂是成功发射火箭的重要因素,推进剂的发展经历了一个漫长的过程.
(1)20世纪前,黑火药是世界上唯一的火箭推进剂,黑火药是由硝酸钾、硫磺、木炭组成,黑火药爆炸的化学方程式为KNO3+S+C→K2S+N2↑+CO2↑(未配平).
①反应中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为
 
; CO2的电子式为
 

②某化学兴趣小组进行了如下实验:
实验一;取适鼙黑火药溶于水,过滤,在所得滤液中加入一定量的稀硫酸,将混合液置于试管中并放入铜片微热,发现在铜片上产生气泡,写出在试管内发生反应的离子方程式:
 

实验二:取黑火药爆炸后的残留固体,加适量水溶解..写出检验此溶液中含有K+的实验操作和现象:
 

(2)1947年,研制出第二代聚硫橡胶、高氯酸铵(NH4C1O4)、铝粉复合推进剂.高氯酸铵水溶液呈酸性的原因是.
 
;(用离子方程式表示)
(3)20世纪60年代,火箭使用的是液体推进剂,常用的氧化剂有四氧化二氮、液氧等:可燃物有肼(N2H4)、液氢等.写出与肼(N2H4)电子数相等,常温下呈液态的一种无机化合物的化学式:
 
,并举例说明其一种用途:
 

(4)以上火箭推进剂一般都含有氮元素.现有一种含氮化合物组成为N4H4,它是一种离子化合物,其中阴阳离子个数比为1:1,与烧碱反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,而与盐酸反应生成的产物之一具有极强烈的爆炸性,写出该产物在水溶液中的电离方程式:
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列说法正确的是(  )
A、相同条件下,结合质子的能力:OH->AlO2->CO32->HCO3->CH3COO-
B、
如图表示用0.1mol/LNaOH溶液分别滴定相同物质的量浓度和相同体积的盐酸和醋酸,其中实线表示的是滴定盐酸的曲线
C、一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率,平衡常数保持不变
D、恒容密闭容器中进行的反应A(g)?B(g)+C(g),在其它条件不变情况下,再充入一定量的A气体,A的转化率将增大

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科目:高中化学 来源: 题型:

化学一有机化学基础
从樟科植物枝叶提取的精油中含有下列甲、乙两种成分:

由甲经下列过程可转化为乙:甲
HCl
X
O2/Cu
Y
一定条件

(1)甲中含氧官能团的名称是
 

(2)由甲转化为X的反应类型为
 

(3)欲检验乙中的-CHO官能团,应选下列试剂中的(填字母)
 

A.溴的CCl4溶液    B.酸性高锰酸钾溶液C.新制Cu(OH)2悬浊液    D.浓H2SO4
(4)写出同时符合下列要求的X的同分异物体结构简式
 
 (写一种即可).
①苯环上只有两个处于对位的取代基 ②能与FeCl3溶液发生显色反应 ③分子中有连接四种不同原子或原子团的碳原子
(5)Y转化为乙的化学方程式为:
 

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