温度/℃ | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
平衡常数 | 0.45 | 1.92 | 276.5 | 1771.5 |
分析 (1)①加入催化剂,正逆反应速率都增大,达到平衡所用时间较少,但平衡不移动;
②A.到达平衡后正、逆速率相等,不再变化;
B.到达平衡后,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.t1时刻后二氧化碳、CO的物质的量发生变化,最后不再变化;
D.到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温度升高,平衡常数增大即平衡向正反应方向移动;
②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol•L-1,计算平衡浓度,结合平衡常数的表达式计算;
(4)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+;
②根据电解氯化钠溶液的电解方程式来求溶液的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加入催化剂,正逆反应速率都增大,达到平衡所用时间较少,但平衡不移动,则图象阴影部分面积不变,故答案为:BC;
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,达最高,平衡常数不变,为最小,图象与实际符合,故B正确;
C.t1时刻后二氧化碳、CO的物质的量发生变化,t1时刻未到达平衡状态,故C错误;
D.NO的质量分数为定值,t1时刻处于平衡状态,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+④×2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温度升高,平衡常数增大即平衡向正反应方向移动,故该反应为吸热反应,
故答案为:吸热;
②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol•L-1,该温度K=$\frac{c(CO){c}^{3}({H}_{2})}{c(C{H}_{4})c({H}_{2}O)}$=$\frac{0.5×1.{5}^{3}}{0.5×0.5}$=6.75,
故答案为:6.75;
(4)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+,
故答案为:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+;
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0.05mol氢气会生成0.025mol氧气,及电解过程中阳极总共生成0.075mol气体,
电解生成标况下2.24L氢气时,NaCl完全电解,生成0.1molNaOH,溶液体积为0.1L,则c(OH-)=1mol/L,c(H+)=10-14,所以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=1.68L,
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:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | NH4+、CO32-、K+、Na+ | B. | Na+、Ba2+、Cl-、HCO32- | ||
C. | NO3-、Cu2+、K+、SO42- | D. | NO3-、K+、CO32-、OH- |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 由X、Z、M三种元素组成的化合物一定是共价化合物 | |
B. | Q与M形成的化合物可以作为光导纤维的主要原料,且不与任何酸反应 | |
C. | 元素的非金属性由强到弱的顺序:M>Z>Q>Y | |
D. | 原子半径由大到小的顺序:N>Q>Z>M |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 含有非极性键的极性分子 | B. | 含有极性键的极性分子 | ||
C. | 有两种同分异构体 | D. | 含有极性键的非极性分子 |
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题
A. | NO3-、BF3、N2O | B. | SO3、CO2、NO2 | C. | CO、N2、CN- | D. | CO2、SCN-、NO2+ |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 第3周期ⅥA族 | B. | 第3周期ⅥB族 | C. | 第3周期ⅣB族 | D. | 第3周期ⅣA族 |
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