分析 (1)CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ•mol-1 ①
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2 ②
①+②得:2CH4(g)+4NO2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)+2N2(g)根据盖斯定律以及热化学方程式的意义来解答;
(2)①结合题干计算铁物质的量,根据化学方程式定量关系计算甲烷消耗的物质的量,依据化学反应速率概念计算得到;
②反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分浓度保持不变,据此分析;
③该反应是正反应气体体积增大的吸热反应,升温平衡正向移动,据此分析;
(3)燃料电池中,正极上氧化剂得电子发生还原反应;
(4)①②HNO2是弱酸,次氯酸电离是吸热反应,酸碱中和反应是放热反应,当恰好完全中和时放出热量最多,据此确定c(NaOH);
③电离吸热,温度越高电离平衡常数越大;
④当c(NaOH)较大时,可能出现:c(Na+)>c(OH-)>c(NO2-)>c(H+).
解答 解:(1)CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ•mol-1 ①
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2 ②
根据盖斯定律得:2CH4(g)+4NO2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)+2N2(g)△H1+△H2
而 1mol CH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,所以△H1+△H2=-1734kJ•mol-1,则△H2=-1734kJ•mol-1+574kJ•mol-1=-1160 kJ•mol-1,
故答案为:-1160kJ•mol-1;
(2)①若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g的物质的量=$\frac{3.2g}{160g/mol}$=0.02mol,结合化学方程式,Fe2O3(s)+3CH4(g)═2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g),计算反应的甲烷物质的量为0.06mol,则该段时间内CH4的平均反应速率=$\frac{\frac{0.06mol}{5L}}{1min}$=0.012mol/(L•min);
故答案为:0.012mol/(L•min);
②a.CH4的转化率与CO的产率与是否达到平衡状态无关,故a错误;
b.反应前后气体的物质的量和质量都不同,所以混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态,故b正确;
c、v(CO)与v(H2)的比值始终不变,所以其不能说明反应达到平衡状态,故c错误;
d、固体的总质量不变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故d正确;
故答案为:bd;
③Fe2O3(s)+3CH4(g)═2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)△H>0,反应是气体体积增大的吸热反应,升温平衡正向移动,平衡常数增大,KA<KB;
a.H2的逆反应速率随温度的升高而增大,故a错误;
b.升温平衡正向移动,CH4的体积分数减小,故b正确;
c.升温平衡正向移动,混合气体的平均相对分子质量减小,故c正确;
d.升温平衡正向移动,CO的体积分数增大,故d错误;
故答案为:<;bc.
(3)燃料电池中,正极上氮气得电子和氢离子发生还原反应生成氨气,电极反应式为N2+6H++6e-=2NH3,故答案为:N2+6H++6e-=2NH3;
(4)①HNO2是弱酸,次氯酸电离是吸热反应,酸碱中和反应是放热反应,当恰好完全中和时放出热量最多,c(NaOH)=$\frac{0.02L×0.01mol/L}{0.020l}$=0.01mol/L;
故①错误,②正确;
③电离吸热,温度越高电离平衡常数越大,所以HNO2的电离平衡常数:b点>a点,故③正确;
④从b点到c点,当C(NaOH)较大时,可能出现:c(Na+)>c(OH-)>c(NO2-)>c(H+),故④错误;
故答案为:②③.
点评 本题综合考查学生有关热化学、化学反应速率和平衡的有关计算等知识,综合性较强,题目难度较大,注意知识的迁移应用是关键.
科目:高中化学 来源: 题型:多选题
A. | 四种元素中原子半径最大的为Z | |
B. | Y、Z、M的氢化物中,M的氢化物最稳定 | |
C. | 四种元素最多可形成两种盐 | |
D. | 由四种元素中的两种形成的相对分子质量最小的有机物不能发生加成反应 |
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
成分 | Na+ | K+ | Ca2+ | Mg2+ | Cl- | SO42- | HCO3- |
含量/mg•L-1 | 9360 | 83 | 160 | 1100 | 16000 | 1200 | 118 |
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
时间(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(NO2)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 |
n(N2O4)/mol | 0.00 | 0.050 | n2 | 0.080 | 0.080 |
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 高分子分离膜 | B. | 隐形眼镜 | C. | 人造丝 | D. | 人造骨酪 |
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com