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(1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:
实验组温度℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/min
COH2OH2CO
1650421.62.46
2900210.41.63
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为______(第二位小数)
②该反应为______(填“吸热”或“放热”)反应.
③求实验2的平常常数K,要求写出计算过程,结果取二位小数
(2)已知在常温常压下:①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(1)△H=-1451.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式______
(3)甲醇和氧气完全燃烧的反应可以设计为燃料电池,装置如图,该电池通过K2CO3溶液吸收反应生的CO2.则负极的电极反应为______.
(4)CaCO3的KSP=2.8×10-9.将等体积CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L,则生成沉淀所需该CaCl2溶液的最小浓度为______.

【答案】分析:(1)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=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、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CO2的物质的量比第一组的一半少,表明该反应为放热反应;
③、利用三段式计算平衡时,各组分的物质的量,该反应是气体体积不变的反应,故利用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算平衡常数;
(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方程式,反应热也乘以相应的系数并进行相应的计算;
(3)总的电池反应式为:2CH3OH+3O2+2CO32-=4HCO3-+2H2O,甲醇发生氧化反应,在负极放电,氧气发生还原反应,在正极放电,正极电极反应式为3O2+12e-+12HCO3-=12CO32-+6H2O,总反应是减去正极反应式可得负极电极反应式;
(4)由混合后碳酸根浓度为1×10-4mol/L,根据碳酸钙溶度积常数计算混合后溶液中钙离子的浓度,原氯化钙浓度为混合后钙离子浓度的2倍.
解答:解:(1)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)==mol/(L?min),速率之比等于化学计量数之比,故v(CO2)=v(CO)=mol/(L?min)=0.13mol/(L?min),
故答案为:0.13mol/(L?min);
②、实验1中CO的转化率为×100%=40%,实验2中CO的转化率为×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:放热;
③、平衡时CO的物质的量为1.6mol,则:
           CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),
开始(mol):2      1        0        0
变化(mol):0.4    0.4      0.4      0.4
平衡(mol):1.6    0.6      0.4      0.4
该反应前后气体体积不变,故利用物质的量代替浓度计算平衡常数,故900℃时该反应平衡常数k==0.17,
故答案为:0.17;
(2)已知:①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(1)△H=-1451.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
根据盖斯定律,①-②得2CH3OH(1)+2O2(g)=2CO(g)+4H2O(1),故△H=(-1451.6kJ/mol)-(-566.0kJ/mol)=
885.6kJ/mol,即CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol,
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol;
(3)总的电池反应式为:2CH3OH+3O2+2CO32-=4HCO3-+2H2O,甲醇发生氧化反应,在负极放电,氧气发生还原反应,在正极放电,正极电极反应式为3O2+12e-+12HCO3-=12CO32-+6H2O,总反应是减去正极反应式可得负极电极反应式为:
2CH3OH+14CO32-+4H2O-12e-=16HCO3-,即CH3OH+7CO32-+2H2O-6e-=8HCO3-
故答案为:CH3OH+7CO32-+2H2O-6e-=8HCO3-
正极电极反应式为3O2+12e-+6H2O=12OH-
(4)由混合后碳酸根浓度为1×10-4mol/L,混合后使碳酸根沉淀,
需要钙离子的最小浓度为mol/L=2.8×10-5mol/L,
原氯化钙浓度为混合后钙离子浓度的2倍,故原氯化钙的浓度为2×2.8×10-5mol/L=5.6×10-5mol/L,
故答案为:2.8×10-5mol/L.
点评:本题考查反应速率的计算、化学平衡有关计算、热化学方程式书写、溶度积有关计算等,难度中等,注意(3)热化学方程式的书写为易错点、难点,注意利用总反应式与正极反应式之差得负极反应式,注意总反应式为生成物二氧化碳与碳酸根反应的总反应,正极反应式为生成的氢氧根与碳酸氢根的合反应.
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科目:高中化学 来源: 题型:

(2013?珠海一模)(1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:
实验组 温度℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为
0.13mol/(L?min)
0.13mol/(L?min)
(第二位小数)
②该反应为
放热
放热
(填“吸热”或“放热”)反应.
③求实验2的平常常数K,要求写出计算过程,结果取二位小数
(2)已知在常温常压下:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1451.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol

(3)甲醇和氧气完全燃烧的反应可以设计为燃料电池,装置如图,该电池通过K2CO3溶液吸收反应生的CO2.则负极的电极反应为
CH3OH+7CO32-+2H2O-6e-=8HCO3-
CH3OH+7CO32-+2H2O-6e-=8HCO3-

(4)CaCO3的KSP=2.8×10-9.将等体积CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L,则生成沉淀所需该CaCl2溶液的最小浓度为
5.6×10-5mol/L
5.6×10-5mol/L

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2013?重庆一模)(1)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),得到如下三组数据:
实验组 温度
起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min[
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
该反应为
(填“吸”或“放”)热反应,实验2条件下平衡常数K=
0.17
0.17

(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
CH3OH(l)+O2(g)=CO (g)+2H2O(l)△H=-442.8KJ/mol;
CH3OH(l)+O2(g)=CO (g)+2H2O(l)△H=-442.8KJ/mol;

(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置. 写出负极反应式:
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
.反应一段时间后溶液的pH将
减小
减小
.(填增大、减小或不变)

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2013?泰安一模)研究碳及其化合物的性质对促进低碳社会的构建具有重要意义.
(1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应 CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:
实验组 温度℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
①实验1中以CO2表示的反应速率为
0.13mol/(L?min)
0.13mol/(L?min)
(保留2位小数);
②该反应为
放热
放热
(填“吸热”或“放热”)反应;
③实验2的平衡常数为
0.17
0.17

(2)已知在常温常压下:
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1451.6kJ?mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ?mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol
CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol

(3)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,实验室用如图装置模拟该过程,其原理是:通电后,Co2+被氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把甲醇氧化成CO2而除去(Co3+的还原产物是CO2+).
①写出阳极电极反应式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+

②写出除去甲醇的离子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

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科目:高中化学 来源:2013-2014学年江西省景德镇市高三第二次质检理综化学试卷(解析版) 题型:填空题

低碳循环已引起各国家的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为化学家研究的主要课题。

1)将不同量的CO(g)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),得到如下三组数据:

实验组

温度

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需

时间/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

16

24

6

2

900

2

1

04

16

3

3

900

a

b

c

d

t

 

实验2条件下平衡常数K=??????? ???

实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b 的值_______(填具体值或取值范围)

实验4,若900在此容器中加入COH2OCO2 H2均为1mol,则此时V???? V“<” “>” “=”

2)已知在常温常压下

2CH3OH(l) 3O2(g) 2CO2(g) 4H2O(g)?? ΔH=-1275.6 kJmol

2CO (g)+ O2(g) 2CO2(g)?? ΔH=-566.0 kJmol

H2O(g) H2O(l)?? ΔH=-44.0 kJmol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:____________

3)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系???????????????

4CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为??????? _______________mol/L

5)以二甲醚(CH3OCH3)、空气、H2SO4为原料,铂为电极可构成燃料电池,其工作原理与甲烷燃料电池的原理相似。请写出该电池负极上的电极反应式:?????????

 

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年广东省汕头市高三第二次模拟考试理综化学试卷(解析版) 题型:计算题

 “温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。

(1)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),得到如下三组数据:

实验组

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

6

2

900

2

1

0.4

1.6

3

3

900

a

b

c

d

t

 

① 实验1条件下平衡常数K=      (保留小数点后二位数字)。

② 实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b 的值     (填具体值或取值范围)。

③ 实验4,若900℃时,在此容器中加入10molCO、5molH2O、2molCO2、5molH2,则此时v(正)      v(逆)(填“<”、“>”、“=”)。

(2)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为   

(3)已知BaSO4(s) + 4C(s) =4CO(g) + BaS(s)   △H1 =+571.2kJ/mol,

BaSO4(s) + 2C(s) = 2CO2(g) + BaS(s)   △H2=+226.2 kJ/mol。

则反应C(s) + CO2(g) = 2CO(g)的△H3=       kJ/mol。

(4)寻找新能源是解决温室效应的一条重要思路。磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池,总反应为:FePO4+Li        LiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+,则该电池放电时的正极和负极反应式分别为:                                   。若用该电池电解蒸馏水(电解池电极均为惰性电极),当电解池两极共有3360mL气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为        。(Li的相对原子质量约为7.0)

 

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