分析 (1)①根据反应方程式2NO(g)+2CO(g)$\stackrel{催化剂}{?}$2CO2(g)+N2(g)及平衡常数的概念写出该反应的化学平衡常数表达式为K;
②a.达平衡后正、逆速率相等,且不再变化;
b.平衡后,温度为定值,平衡常数不变,结合反应热判断随反应进行容器内温度变化,判断温度对化学平衡常数的影响;
c.1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化,最后不再变化;
d.达平衡后各组分的含量不发生变化;
(2)根据盖斯定律,由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式;
(3)①原电池负极发生氧化反应,甲烷在负极通入,酸性条件下,发生氧化反应生成CO2、H+;电池中总反应为甲烷燃烧生成二氧化碳和水;
②根据氯化钠的物质的量及电解方程式来求溶液中生成的氢氧根离子浓度,再计算出溶液的pH;
③电解过程中,阳极先生成氯气,之后电解水过程中生成氧气,根据氢气的总物质的量判断阳极生成气体的总物质的量,然后计算出标况下的阳极生成气体的体积.
解答 解:(1)①反应方程式2NO(g)+2CO(g)$\stackrel{催化剂}{?}$2CO2(g)+N2(g)的化学平衡常数表达式为:K=$\frac{c({N}_{2}){c}^{2}(C{O}_{2})}{{c}^{2}(NO){c}^{2}(CO)}$,
故答案为:$\frac{c({N}_{2}){c}^{2}(C{O}_{2})}{{c}^{2}(NO){c}^{2}(CO)}$;
②a.到达平衡后正、逆速率相等,不再变化,t1时刻V正最大,之后随反应进行速率发生变化,未到达平衡,故a错误;
b.该反应正反应为放热反应,随反应进行温度升高,化学平衡常数减小,到达平衡后,温度为定值,达到最高,平衡常数不变,故b正确;
c.t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化,t1时刻未到达平衡状态,故c错误;
d.t1时刻NO的质量分数为定值,说明NO的浓度、百分含量不再变化,即t1时刻已经达到平衡状态,故d正确,
故答案为:bd;
(2)已知:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-867kJ/mol①
2NO2(g)?N2O4(g)△H2=-56.9kJ/mol②
H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol③
根据盖斯定律,①-②+③×2可得CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l),故△H=-867kJ/mol-(-56.9kJ/mol)+2(-44.0)kJ/mol=-898.1kJ/mol 即CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)△H=-898.1kJ/mol,
故答案为:CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)△H=-898.1kJ/mol;
(3)①、原电池负极发生氧化反应,甲烷在负极通入,酸性条件下,发生氧化反应生成CO2、H+,负极电极反应式为:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+,甲烷燃料电池总反应化学方程式为CH4+2O2=2H2O+CO2,
故答案为:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+;CH4+2O2=2H2O+CO2;
②100mL 1mol/L食盐水中含有氯化钠0.1mol,根据反应方程式2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑可知,电解0.1molNaCl生成0.1mol氢氧化钠和0.05mol氢气,同时生成0.05mol氯气;继续电解实质为电解水,标况下2.24L氢气的物质的量为0.1mol,电解水生成氢气为0.1mol-0.05mol=0.05mol,生成0.05mol氢气会生成0.025mol氧气,则电解过程中阳极总共生成0.05mol+0.025mol=0.075mol气体,
电解生成标况下2.24L氢气时,生成氢氧化钠的物质的量为:0.1mol,此时溶液中氢氧根离子浓度为:$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L,溶液中氢离子浓度为:c(H+)=$\frac{1×1{0}^{-14}}{1}$=10-14mol/L,所以溶液的pH=14,
故答案为:14;
③根据②的分析可知,电解过程中阳极生成了0.05mol氯气和0.025mol氧气,总共生成0.075mol气体,标准状况下阳极生成气体的体积为:22.4L/mol×0.075mol=1.68,
故答案为:1.68.
点评 本题考查了化学平衡常数影响因素及计算、电解原理、热化学方程式的书写等知识,题目难度较大,试题涉及的知识点较多,充分培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力,注意掌握化学平衡常数的概念、表达式及其影响因素,明确电解原理,能够正确书写电极反应式.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
X | Y | ||
W | Z | ||
T |
A. | X、Y、Z三种元素最简单氢化物的沸点依次升高 | |
B. | 由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键 | |
C. | 物质WY2、W3X4、WZ4均有熔点高、硬度大的特性 | |
D. | T元素的单质具有半导体的特性,T与Z元素可形成化合物TZ4 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
温度/℃ | 1000 | 1115 | 1300 |
平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
名称 | 分子式 | 外观 | 沸点 |
高氯酸 | HClO4 | 无色液体 | 130℃ |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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