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能源的开发利用与人类社会的可持续性发展息息相关。

I.已知:Fe2O3(s)+3C(s)= 2Fe(s)+3CO(g)  △H1=a kJ·mol-1

CO(g)+O2(g)=CO2(g)   △H2=b kJ·mol-1

4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)   △H3=c kJ·mol-1

则C的燃烧热________kJ·mol-1

II.(1)依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是____(填序号)。

A.C(s)+CO2(g)=2CO(g)           B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1)

C.2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g)        D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)

若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境,依据所选反应设计成一个原电池,请写出该原电池的负极反应:___________。

(2)某实验小组模拟工业合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1,开始他们将N2和H2混合气体20mol (体积比1:1)充入5L合成塔中。反应前压强为P0,反应过程中压强用P表示,反应过程中与时间t的关系如图所示。

请回答下列问题:

①反应达平衡的标志是(填字母代号)________。

A.压强保持不变

B.气体密度保持不变

C.NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍

②2min时,以c(N2)变化表示的平均反应速率为________。

③若提高N2的转化率可采取的措施有________。

A.向体系中按体积比1:1再充入N2和H2

B.分离出NH3

C.升高温度

D.充入He气使压强增大

E.加入一定量的N2

(3)25°C时,BaCO3和BaSO4的溶度积常数分别是8×109和1×1010,某含有BaCO3沉淀的悬浊液中,c(CO32-)=0.2mol·L-1,如果加入等体积的Na2SO4溶液,若要产生 BaSO4沉淀,加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是________mol • L1

 

【答案】

 

I. 

Ⅱ.(1)D     CO-2e- + CO32-=2CO2  

(2)①AC      ② 0.1mol·L-1·min-1     ③AB  

(3)2.5×10-3

【解析】

试题解析:I.燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量。依据盖斯定律,将第一个方程式乘以2,加上第二个方程式乘以6,加上第三个方程式,得到的方程式再除以6,可得到目标方程式C(s)+O2(g)=CO2(g),焓变作相应变化即可。

II.(1)原电池反应需要是自发进行的氧化还原反应,据此可知只有D反应符合要求。

依据CO燃烧设计的原电池属于燃料电池,负极燃料失电子;因电解质是熔融的K2CO3,故负极反应式为CO与CO32-结合失电子生成CO2

(2)①该反应是一个气体分子总数发生变化的反应,因此压强不变可说明反应达到平衡状态,A正确;容器容积不变,气体总质量不变,故气体密度一直不变,B错;氨气的生成速率是正反应速率,氮气的生成速率是逆反应速率,二者的速率比为2:1时,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,C正确。

②设反应消耗的氮气的物质的量为amol,则有

N2  +3H2   2NH3

初始量/mol:10     10              0

变化量/mol:a      3a              2a

最终量/mol:10-a   10-3a            2a

根据图像,2min时P/P0=0.9,根据相同条件下气体压强比等于物质的量之比,则有

,解得a=1,

则以氮气表示的反应速率为:

③欲提高氮气的转化率,需使平衡正向移动,但不能通过增加氮气的量实现。向体系中按1:1增加氮气和氢气,与原比例相同,相当于增大压强,平衡正向移动,氮气转化率提高,A正确;分离出氨气,则平衡正向移动,B正确;反应放热,升高温度平衡逆向移动,C错;因容器容积不变,充入惰性气体对平衡无影响,D错;加入氮气,平衡虽然正向移动,但氮气的转化率会减小,E错。

(3)含有BaCO3沉淀的悬浊液已达到沉淀溶解平衡,再加入Na2SO4使沉淀转化为BaSO4,此时溶液中的c(Ba2+)相同,故有,则,代入数据,可得

考点:考查盖斯定律应用,原电池电极反应式书写,化学反应速率计算,化学平衡状态判断及影响因素,图像分析,沉淀溶解平衡计算等。

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关,怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题.
I.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H=akJ?mol-1
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=bkJ?mol-1
C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=ckJ?mol-1
则反应:4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓变△H=
6(c-b)-2a
6(c-b)-2a
kJ?mol-1
Ⅱ.(1)依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是
D
D
(填序号).
A.C(s)+CO2(g)=2CO(g)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)
D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
若以KOH溶液为电解质溶液,依据所选反应可以设计成一个原电池,请写出该原电池的电极反应.
负极:
CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O

正极:
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

(2)二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的自来水消毒剂.ClO2是一种黄绿色气体,易溶于水.实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下:

已知:电解过程中发生的反应为:
NH4Cl+2HCl
通电
.
.
NCl3+3H2↑;假设NCl3中氮元素为+3价.
①写出电解时阴极的电极反应式
2H++2e-=H2
2H++2e-=H2

②在阳极上放电的物质(或离子)是
NH4Cl(NH4+
NH4Cl(NH4+

③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是
C
C
 (填序号)
A.生石灰       B.碱石灰       C.浓H2SO4       D.水
④在生产过程中,每生成1mol ClO2,需消耗
1
6
1
6
mol NCl3

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

精英家教网能源的开发利用与人类社会的可持续性发展息息相关.
I已知:Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=akJ?mol-1
CO(g)+
1
2
O2=CO2(g)
△H2=bkJ?mol-1
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)△H3=ckJ?mol-1
则C的燃烧热
 
kJ.mol-1
II(I)依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是
 
(填序号).
A.C(s)+C02(g)=2C0(g)
B.Na0H(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H20(1)
C.2H20(l)=2H2(g)+02(g)
D.2C0(g)+02(g)=2C02(g)
若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境,依据所选反应设计成一个原电池,诸写出该原电池的负极反应:
 

(2)某实验小组模拟工业合成氨反应N2+3H2
高温、高压
催化剂
2NH3△H=-92.4kJ?mol-1,开始他们将N2和H2混合气体20mol(体积比1:1)充入5L合成塔中.反应 前压强为P0,反应过程中压强用P表示,反应过程中
P
P0
与时间t的关系如图所示.请回答下列问题:
①反应达平衡的标志是(填字母代号)
 

A.压强保持不变
B.气体密度保持不变
C.NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②2min时,以C(N2)变化表示的平均反应速率为
 

③若提高N2的转化率可采取的措施有
 

A.向体系中按体积比1:1再充入N2和H2     B.分离出NH3
C.升高温度    D.充入He气使压强增大     E.加入一定量的N2
(3)25°C时,BaCO3和BaSO4的溶度积常数分别是8×10-9和1×10-10,某含有BaCO3沉淀的悬浊液中,c(C
O
2-
3
)=0.2mol?L-1
,如果加入等体积的Na2SO4溶液,若要产生 BaSO4沉淀,加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是
 
mol?L-1

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科目:高中化学 来源:2013-2014学年河北省高三第五次月考化学试卷(解析版) 题型:填空题

(1)能源的开发利用与人类社会的可持续性发展息息相关。

已知:① Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)   △H1=a kJ/mol

②CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g)         △H2=b kJ/mol

③4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)         △H3=c kJ/mol

则C的燃烧热____________________________kJ.mol-1

(2)某实验小组模拟工业合成氨反应N2+3H 2NH3  △H =-92.4 kJ/mol,开始他们将N2和H2混合气体20mol (体积比1:1)充入5L合成塔中.反应前压强为P0,反应过程中压强用P表示,反应过程中P/P0与时间t的关系如图所示。请回答下列问题:

①反应达平衡的标志是(填字母代号)_____________

A.压强保持不变

B.气体密度保持不变

C.NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍

②2min时,以C(N2)变化表示的平均反应速率为___________

③若提高N2的转化率可采取的措施有_______________

A.向体系中按体积比1:1再充入N2和H2

B.分离出NH3

C.升高温度

D.充入He气使压强增大

E.加入一定量的N2

(3)25°C时,BaCO3和BaSO4的溶度积常数分别是8×109和1×1010,某含有BaCO3沉淀的悬浊液中c(CO32-)=0.2mol/L,如果加入等体积的Na2SO4溶液,若要产生 BaSO4沉淀,加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是________mol /L。

 

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科目:高中化学 来源:2013-2014学年山东省烟台市高三上学期期末统考化学试卷(解析版) 题型:填空题

能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关,充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。

Ⅰ.已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH=a kJ·mol1

②CO(g)+l/2O2(g)=CO2(g)        ΔH=b kJ·mol1

③C(石墨)+O2(g)=CO2(g)         ΔH=c kJ·mol1

则反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓变ΔH=        kJ·mol1

Ⅱ.依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是     (填序号)。

A.C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH>0  B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)  ΔH<0

C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)        ΔH>0  D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  ΔH<0

若以稀硫酸为电解质溶液,则该原电池的正极反应式为                         

Ⅲ.氢气作为一种绿色能源,对于人类的生存与发展具有十分重要的意义。

(1)实验测得,在通常情况下,1 g H2完全燃烧生成液态水,放出142.9 kJ热量。则H2燃烧的热化学方程式为                                           

(2)用氢气合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)       ΔH=-92.4 kJ·mol1

①一定条件下,下列叙述可以说明该反应已达平衡状态的是       

A.υ(N2)=υ(NH3)

B.各物质的物质的量相等

C.混合气体的物质的量不再变化

D.混合气体的密度不再变化

②下图表示合成氨反应达到平衡后,每次只改变温度、压强、催化剂中的某一条件,反应速率υ与时间t的关系。其中表示平衡混合物中的NH3的含量最高的一段时间是        。图中t3时改变的条件可能是        

③温度为T℃时,将4a mol H2和2a mol N2放入0.5 L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%,则反应的平衡常数为                

 

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