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近年来,碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛.
(1)甲烷燃烧放出大量的热,可作为能源用于人类的生产和生活.
已知 ①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)△H1=-1214.6kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ?mol-1
则反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)的△H=
-890.3 kJ?mol-1
-890.3 kJ?mol-1

(2)若用石墨做电极电解500ml饱和食盐水,写出电解反应的离子方程式为:
2Cl-+2H2O
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-
2Cl-+2H2O
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-
,电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12L(不考虑气体的溶解).停止通电,假设反应前后溶液体积不变,则所得溶液的pH=
13
13

(3)0.10mol/L硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Cu2+)=
2.2×10-8
2.2×10-8
mol?L-1(Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20).
(4)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,进行反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如表三组数据:
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所
需时间/min
H2O CO CO2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①实验1中以υ(H2) 表示的反应速率为
0.16 mol/(L?min)
0.16 mol/(L?min)

②实验2中的平衡常数是
0.17
0.17
 (计算结果保留两位小数).
③该反应的正反应为
(填“吸”或“放”)热反应.
④若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),则a、b应满足的关系是
b=2a
b=2a
 (用含a、b的数学式表示).
分析:(1)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到;
(2)电解饱和食盐水阳极是氯离子失电子生成氯气,阴极是氢离子得到电子生成氢气;依据电解原理分析,书写电池反应,依据生成的气体体积.计算氢氧根离子浓度,结合离子积常数计算氢离子浓度计算溶液pH;
(3)依据沉淀溶解平衡的溶度积常数计算;
(4)①依据反应速率是利用单位时间物质浓度的变化计算得到;
②依据平衡三段式列式计算物质平衡浓度,结合平衡常数概念计算得到;
③第二组温度比第一组高,反应物物质的量比第一组减半,但是平衡时H2的物质的量比第一组的一半少,表明该反应为放热反应;依据图表数据列式计算平衡浓度,结合化学平衡常数概念计算;
④依据起始量相同达到相同平衡状态分析计算得到.
解答:解:(1)①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)△H1=-1214.6kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ?mol-1
依据盖斯定律计算,①+②得到,2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1780.6KJ/mol;
热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3 kJ?mol-1
故答案为:-890.3 kJ?mol-1
(2)电解饱和食盐水阳极是氯离子失电子生成氯气,阴极是氢离子得到电子生成氢气,反应的离子方程式为:2Cl-+2H2O
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-; 电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12L,物质的量为0.05mol,依据离子方程式计算得到生成氢氧根离子物质的量为0.05mol,c(OH-)=
0.05mol
0.5L
=0.1mol/L;氢离子浓度为10-13mol/L,pH=13,
故答案为:2Cl-+2H2
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-;13;
(3)当溶液的pH=8时,c(H+)=10-8mol/L,c(OH-)=10-6mol/L,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)×c2(OH-)=2.2×10-20,c(Cu2+)=2.2×10-8mol/L,
故答案为:2.2×10-8
(4)①实验1中  CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),
起始量(mol/L) 2        1        0       0
变化量(mol/L) 0.8      0.8      0.8      0.8
平衡量(mol/L)1.2       0.2      0.8     0.8
以υ(H2) 表示的反应速率=
0.8mol/L
5min
=0.16mol/L?min,
故答案为:0.16 mol/(L?min);
②实验2条件下平衡常数,需要列式计算平衡浓度;
          H2O(g)+CO(g)?CO2(g)+H2(g)
初始浓度  0.5mol/L 1mol/L   0        0
转化浓度 0.2mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l 0.2mol/l
平衡浓度 0.3mol/L 0.8mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l
K=
c(CO2)c(H2)
c(H2O)c(CO)
=
0.2×0.2
0.3×0.8
=0.17,
故答案为:0.17;
③实验1中CO的转化率为
1.6mol
4mol
×100%=40%,实验2中CO的转化率为
0.4mol
2mol
×100%=20%,则实验1的转化率大于实验2,则说明温度升高平衡向逆反应方向移动,正反应放热,
故答案为:放;
④反应前后气体体积不变,达到相同平衡状态满足起始量之比相同即b=2a,故答案为:b=2a.
点评:本题考查了热化学方程式和盖斯定律计算,电解池原理和计算应用,沉淀溶解平衡的溶度积常数计算,化学平衡三段式计算,反应速率、平衡常数概念计算应用,题目难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:2012-2013学年河北省邯郸市高三第二次模拟考试理综化学试卷(解析版) 题型:简答题

硼及其化合物在耐髙温合金工业、催化剂制造、髙能燃料等方面应用广泛。

(1)氮化硼是一种耐高温材料,巳知相关反应的热化学方程式如下:

2B(s)+N2(g)= 2BN(s) ΔH=a kJ • mol-1

B2H6 (g)=2B(s) + 3H2 (g) ΔH =b kJ • mol-1

N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)    ΔH =c kJ• mol-1

①反应B2H6(g)+2NH3(g)=2BN(s) +6H2(g)   ΔH =                   (用含a、b、c 的代数式表示)kJ ·mol-1

②B2H6是一种髙能燃料,写出其与Cl2反应生成两种氯化物的化学方程式:                       

(2)硼的一些化合物的独特性质日益受到人们的关注。

①最近美国化学家杰西·萨巴蒂尼发现由碳化硼制作的绿色焰火比传统焰火(硝酸钡)更安全,碳化硼中硼的质量分数为78. 6%,则碳化硼的化学式为                               

②近年来人们将LiBH4和LiNH2球磨化合可形成新的化合物 Li3BN2H8和Li4BN3 H10,Li3BN2H8球磨是按物质的量之比n(LiNH2) : n(LiBH4) = 2 : 1加热球磨形成的,反应过程中的X衍射图谱如图所示。

Li3BN2H8在大于250℃时分解的化学方程式为                                         ,Li3BN2H8与Li4BN3H10 的物质的量相同时,充分分解,放出等量的H2,Li4BN3 H10分解时还会产生固体Li2NH和另一种气体,该气体是      

(3)直接硼氢化物燃料电池的原理如图,负极的电极反应式为                                。电池总反应的离子方程式为                                                

 

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