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.(16分)Ⅰ.已知下列反应的热化学方程式为:
(1) C(s) + O2(g) = CO2(g)       △H1 =" -393.5" kJ/mol
(2) CH3COOH(l) + 2O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l)  △H2 =" -870.3" kJ/mol
(3) 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)      △H3 =" -571.6" kJ/mol
请计算:2C(s) + 2H2(g) + O2(g)= CH3COOH(l)   △H4 =                         
Ⅱ.在某温度下,物质(t-BuNO)2在正庚烷或CCl4溶剂中均可以发生反应:
(t-BuNO)2 2(t-BuNO) 。该温度下该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.4。
(1)向1L正庚烷中加入0.50mol(t-BuNO)2,10min时反应达平衡,此时(t-BuNO)2的平衡转化率为60%(假设反应过程中溶液体积始终为1L)。反应在前10min内的平均速率为ν(t-BuNO)=      。列式计算上述反应的平衡常数K =       
(2)有关反应:(t-BuNO)22(t-BuNO) 的叙述正确的是(    )
A.压强越大,反应物的转化率越大     B.温度升高,该平衡一定向右移动
C.溶剂不同,平衡常数K值不同
(3)通过比色分析得到40℃时(t-BuNO)2和(t-BuNO)浓度随时间的变化关系的几组数据如下表所示,请在同一图中绘出(t-BuNO)2和(t-BuNO)浓度随时间的变化曲线。

时间(min)
0
1
3
5
7
9
11
c(t-BuNO)2 mol/L
0.05
0.03
0.01
0.005
0.003
0.002
0.002
c(t-BuNO) mol/L
0
0.04
0.08
0.07
0.094
0.096
0.096
Ⅲ.甲醇燃料电池的电解质溶液是KOH溶液。则通甲醇的电极反应式为                                  。若通空气的电极上有32g O2参加反应,则反应过程中转移了       mol e
31.(16分)Ⅰ.-488.3kJ/mol (3分,没写单位扣1分)
Ⅱ.(1)ν(t-BuNO)=0.06mol?L-1?min-1 (2分,没写或写错单位扣1分)
解:当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0.50mol?L-1时,实验测得平衡转化率(α)是60%,
则(t-BuNO)22(t-BuNO)
开始浓度(mol?L-1         0.5                    0
转化浓度(mol?L-1    0.5×60%           0.5×60%×2      (过程1分)
平衡浓度(mol?L-1  0.5×(1-60%)     0.5×60%×2
(或只写这个也2分) K===1.8(2分)
(2)C (2分)
(3)(2分,每条线1分,提示t-BuNO在第5min的数据
要处理掉)

Ⅲ.CH3OH + 8OH- -6 e= CO32- + 6H2O(2分)   4(2分)

试题分析:Ⅰ.根据盖斯定律,目标方程式可由已知方程式=(1)×2+ (3) -(2),所以△H4 =2△H1+△H3-△H2 =-488.3kJ/mol。
II.(1)此题中正庚烷和CCl4均是溶剂,不参加反应,因此根据反应的方程式就可以列式计算反应的平均反应速率和平衡常数K如下:
解:当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0.50mol?L-1时,实验测得平衡转化率(α)是60%,
则(t-BuNO)22(t-BuNO)
开始浓度(mol?L-1         0.5                    0
转化浓度(mol?L-1    0.5×60%           0.5×60%×2      (过程1分)
平衡浓度(mol?L-1  0.5×(1-60%)     0.5×60%×2
ν(t-BuNO)=△C(t-BuNO)/ △t=0.5 mol?L-1×60% ×2/10min=0.06mol?L-1?min-1
K===1.8(2分)
(2)该反应是在溶液中进行的,没有气体参加反应,因此压强不能够改变反应的平衡,A错误;该反应没有告诉焓变的大小,因此不能判断反应是吸热还是放热,因此升高温度不能确定平衡移动方向,B错误;而根据(1)中算得的相同温度下在正庚烷作溶剂的溶液中反应的K的大小为1.8,大于CCl4作溶剂时的K值1.4,因此能够说明该反应在不同溶剂的作用下,平衡常数值不同,故选C。
(3)表中给出的是不同时刻可逆反应的反应物和生成物的浓度大小,根据经验判断,随着反应的进行,反应物不断减少,生成物倍数关系增加,,各物质的量增加慢慢趋于平缓,最终达到平衡,量保持不变。因此把表中的数据全部带入时,会发现5min的点明显跟反应的趋势存在较大差异,因此该时刻的数据不能使用,应舍弃。所以作出的图像如图。

Ⅲ.甲醇做碱性燃料电池时,甲醇在负极发生失电子的反应并且和碱反应生成了CO32-,因此电极反应式为:CH3OH + 8OH- -6 e= CO32- + 6H2O。通空气的一端为正极,氧气得到电子被还原,一个O2分子得到4个电子,因此32g氧气反应应该转移4mol电子。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(18分)能源的开发和利用是当前科学研究的重要课题。
(1)利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下前实现如下变废为宝的过程:
mCeO2 (m-x)CeO2xCe+xO2
(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
上述过程的总反应是           ,该反应将太阳能转化为         
(2)CO、O2和KOH溶液构成的燃料电池的负极电极反应式为               。该电池反应可获得K2CO3溶液,某温度下0.5molL-1 K2CO3溶液的pH=12,若忽略CO32-的第二级水解,则CO32- +H2OHCO3-+OH-的平衡常熟Kh=        
(3)氯碱工业是高耗能产业,下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30%以上。

①电解过程中发生反应的离子方程式是            ,阴极附近溶液PH      (填“不变”、“升高”或“下降”)。
②如果粗盐中SO42-含量较高,精制过程需添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可选用下列试剂中的        
a.Ba(OH)2    b.Ba(NO3)2    c.BaCl2
现代工艺中更多使用BaCO3除SO42-,请写出发生反应的离子方程式       
③图中氢氧化钠溶液的质量分数a% b%(填“>”、‘‘=”或“<”),,燃料电池中负极上发生的电极反应为                

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示:

回答下列问题:
(1)在反应器中发生反应的化学方程式是______________。
(2)在膜反应器中发生反应:2HI(g)H2(g)十I2 △H>0。若在一定条件下密闭容器中加入l mol HI(g),  n(H2)随时间(t)的变化如图所示:

①该温度下,反应平衡常数K=_______,若升高温度,K值将_______
(填“增大”、“减小”或“不变?’)。
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是___________________
(3)电渗析装置如下图所示:

①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是______________________________
②该装置中发生的总反应的化学方程式是________________________
(4)上述工艺流程中循环利用的物质是_________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(14分)(2012?重庆)尿素[CO(NH22]是首个由无机物人工合成的有机物.
(1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为             
(2)当氨碳比=4时,CO2的转化率随时间的变化关系如图1所示.
①A点的逆反应速率v(CO2             B点的正反应速率v(CO2)(填“大于”“小于”或“等于”).
②NH3的平衡转化率为             
(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图2所示.

①电源的负极为             (填“A”或“B”).
②阳极室中发生的反应依次为                          
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将             ;若两极共收集到气体13.44L(标准状况),则除去的尿素为              g(忽略气体的溶解).

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

一定条件下,将A、B、C三种物质各1 mol通入一个密闭容器中发生反应:2A+B2C,达到化学反应限度时,B的物质的量可能是(  )
A.1.5 mol          B.1 mol         C.0.5 mol         D.0

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(15分)含铬污水处理是污染治理的重要课题。污水中铬元素以Cr2O72-和CrO42-形式存在,常见除铬基本步骤是:

(1)加酸可以使CrO42-转化为Cr2O72-: 2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O
若常温下pH=1溶液中Cr2O72-浓度为0.1 mol?L-1,Cr2O72-浓度是CrO42-浓度的10倍,该化学平衡常数K=      
(2)六价铬的毒性大约是三价铬的100倍,二氧化硫还原法是在酸性溶液中通SO2将Cr2O72-还原,反应的离子方程式为                                 。而后再加碱将Cr3+沉淀,已知常温下Ksp[Cr(OH)3] =10-32,要使c(Cr3+)降低到10-5mol?L-1,溶液的pH应升高到    
(3)电解还原法是利用电解产生的Fe2+将Cr2O72-还原为Cr3+.电解装置所用的电极材料是碳棒和铁片,其中铁片连接直流电源的      极。
(4)Cr(OH)3为绿色粘性沉淀,类似于Al(OH)3既溶于酸又能溶于强碱溶液。Cr(OH)3溶于稀硫酸的化学方程式为                                                    。往100.00mL 0.1000 mol?L-1CrCl3溶液滴加1.000mol?L-1NaOH溶液, 请画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系图:

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在密闭容器中,对于可逆反应A+3B2C(气),平衡时C的体积分数与温度和压强的关系如图所示,下列判断正确的是
A.若正反应方向ΔH<0,则T1>T2
B.压强增大时,混合气体的平均相对分子质量减小
C.B一定为气体
D.A一定为气体

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列选项中的图像所表示的内容与相应反应符合的是(a、b、c、d均大于0)
A.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-a kJ·mol1
B.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-b kJ·mol1
C.2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) ΔH=+c kJ·mol1
D.2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ΔH=+d kJ·mol1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(2014届浙江省嘉兴市高三教学测试(二)理综化学试卷)
汽车尾气中的NOx是大气污染物之一,科学家们在尝试用更科学的方法将NOx转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染。
(1)压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术能够将NOx转变成无毒的CO2和N2
①CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H1<0
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H2<0
③CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) △H3         。(用△H1和△H2表示)
(2)在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应③,在不同温度、不同投料比时,NO2的平衡转化率见下表:
投料比[n(NO2) / n(CH4)]
400 K
500 K
600 K
1
60%
43%
28%
2
45%
33%
20%
 
①写出该反应平衡常数的表达式K=         
②若温度不变,提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比,则K将         。(填“增大”、“减小”或“不变”。)
③400 K时,将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol,充入一装有催化剂的容器中,充分反应后,平衡时NO2的体积分数        
(3)连续自动监测氮氧化物(NOx)的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1

图1                                    图2
①NiO电极上NO发生的电极反应式:                                
②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中V(NO)︰V(NO2)=   
(4)在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH4,然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下,同时分别发生②③两个反应:并在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如图2所示:
①从图中可以得出的结论是
结论一:相同温度下NO转化效率比NO2的低
结论二:在250℃-450℃时,NOx转化率随温度升高而增大,450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小
结论二的原因是                                                    
②在上述NO2和CH4反应中,提高NO2转化率的措施有_________。(填编号)
A.改用高效催化剂     B.降低温度     C.分离出H2O(g)       D.增大压强
E.增加原催化剂的表面积   F.减小投料比[n(NO2) / n(CH4)]

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