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某化学兴趣小组对碳的氧化物做了深入的研究并取得了一些成果.
已知:C(s)+O2(g)?CO2(g)△H=-393kJ?mol-1;2CO (g)+O2(g)?2CO2(g)△H=-566kJ?mol-1;2H2(g)+O2(g)?2H2O(g)△H=-484kJ?mol-1
(1)将水蒸气喷到灼热的炭上实现炭的气化(制得CO、H2),该反应的热化学方程式为
 

(2))将一定量CO(g)和H2O(g)分别通入容积为1L的恒容密闭容器中,发生反应:CO(g)+H2O(g)
 高温 
.
 
CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组序温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/min
H2OCOCO2
1500483.24
2750240.83
3750240.81
①该反应的正反应为
 
(填“吸热”或“放热”)反应.
②实验1中,0~4min时段内,以v(H2)表示的反应速率为
 

③实验2达到平衡时CO的转化率为
 

④实验3与实验2相比,改变的条件是
 

请在如图坐标中画出“实验2”与“实验3”中c(CO2)随时间变化的曲线,并作必要的标注.
(3)在载人航天器中应用电化学原理,以Pt为阳极,Pb(CO2的载体)为阴极,KHCO3溶液为电解质溶液,
通电还原消除航天器内CO2同时产生O2和新的能源CO,总反应的化学方程式为:2CO2    2CO+O2,若阳
极为溶液中的OH-放电,则阳极的电极反应式为
 

(4)将CO通入银氨溶液中可析出黑色的金属颗粒,其反应方程式为
 
考点:热化学方程式,化学平衡的影响因素,电解原理
专题:
分析:(1)水蒸气喷到灼热的炭层上实现煤的气化(制得CO、H2)即反应方程式为C(s)+H2O(g)=CO (g)+H2(g),再根据盖斯定律进行计算;
(2)①该反应前后气体体积不变,等比例增大反应物浓度,平衡不移动,实验1与实验2相比,实验2 温度高于实验1,浓度是实验1 的
1
2
,平衡时n(CO2)是实验1的
1
4
,说明升温平衡逆向移动;
②v(H2)=v(CO2)=
△n
V
△t

③据转化率=
转化量
加入量
×100%计算;
④容器体积不变,起始量和平衡量相同,平衡没有移动,达平衡所用时间缩短,反应速率加快,只能是使用了催化剂;
(3)依据电解原理阳极上是氧气失电子发生氧化反应生成氢氧根离子;
(4)CO与银氨溶液反应将银氨溶液还原成黑色的银,本身在碱性溶液中被氧化成碳酸根.
解答: 解:(1)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393kJ?mol-1
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ?mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484kJ?mol-1
将(①×2-②-③)×
1
2
得到反应C(s)+H2O(g)=CO (g)+H2(g),则△H═(-393kJ?mol-1×2+566kJ?mol-1+484kJ?mol-1)×
1
2
=+132 kJ?mol-1
故答案为:C(s)+H2O(g)=CO (g)+H2(g)△H=+132 kJ?mol-1
(2))①该反应前后气体体积不变,等比例增大反应物浓度,平衡不移动,实验1与实验2相比,实验2 温度高于实验1,浓度是实验1 的
1
2
,平衡时n(CO2)是实验1的
1
4
,说明升温平衡逆向移动,正反应放热,故答案为:放热;
②v(H2)=v(CO2)=
△n
V
△t
=
3.2mol
1L
4min
=0.8mol/(L?min),故答案为:0.8mol/(L?min);
③该反应反应物和生成物各物质化学计量数相同,所以生成0.8mol二氧化碳,则有0.8molCO反应,据转化率=
转化量
加入量
×100%=
0.8mol
4mol
×100%=20%,故答案为:20%;

④容器体积不变,起始量和平衡量相同,平衡没有移动,达平衡所用时间缩短,反应速率加快,只能是使用了催化剂,催化剂只加快反应速率,缩短达到平衡所用时间,不影响平衡移动,图象为:故答案为:加催化剂;
(3)以Pt为阳极,Pb(CO2的载体)为阴极,KHCO3溶液为电解质溶液,还原消除航天器内CO2同时产生O2和新的能源CO,总反应的化学方程式为:2CO2
 电解 
.
 
2CO+O2,则溶液中的氢氧根在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气,的电极反应式为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,故答案为:4OH--4e-=O2↑+2H2O;
(4)CO与银氨溶液反应将银氨溶液还原成黑色的银,本身在碱性溶液中被氧化成碳酸根,故反应的化学方程式为CO+2Ag(NH32OH=2Ag↓+(NH42CO3+2NH3
故答案为:CO+2Ag(NH32OH=2Ag↓+(NH42CO3+2NH3
点评:本题考查了盖斯定律的应用、据图表数据分析求算反应速率、转化率、平衡移动等等以及电化学中电极反应式书写、化学方程式书写,题目综合性强,难度大.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

多硫化钙[CaSx( x≤5)]、硫代硫酸钙组成的混合物称为石硫合剂,它是一种很好的植物杀虫剂,是由硫磺跟石灰、水等反应所得.不同比例的硫磺跟石灰在水溶液中反应,可生成不同的多硫化钙与硫代硫酸钙.
3Ca(OH)2+8S
2CaS3+CaS2O3+3H2O;3Ca(OH)2+6S
2CaS2+CaS2O3+3H2O
完成下列计算:
(1)硫磺溶解在硫化钠溶液中生成一种多硫化物,该多硫化物中硫元素的质量分数为0.736,则该Na2Sx中x=
 

(2)取某石硫合剂(假如只含两种含硫化合物)250mL(密度为1.12g/cm3)通入足量CO2使其快速分解.原理如下:Sx2-+2H2O+2CO2→(x-1)S↓+H2S↑+2HCO3-;S2O32-+H2O+CO2→HSO3-+HCO3-+S↓
完全反应后共收集到气体1.12升(标准状况)(忽略气体在溶液中的溶解),则该石硫合剂中多硫化钙的物质的量浓度为
 
;硫代硫酸钙的质量分数为
 
.(答案用小数表示,保留2位有效数字)
(3)如果把生石灰、硫磺和水按质量比7:16:70的配比完全反应后,只生成两种含硫的化合物,则该石硫合剂中多硫化钙与硫代硫酸钙的物质的量之比是
 
;多硫化钙的化学式是
 

(4)现有生石灰50.4g、硫磺96g、水504g恰好完全反应生成三种多硫化钙,除生成CaS4之外还有二种多硫化钙.请推算这二种多硫化钙可能的物质的量之比
 
(写出推理过程).

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科目:高中化学 来源: 题型:

醋酸在日常生活和生产中的应用很广泛.
(1)pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈
 
(填“酸性”、“中性”或“碱性”),溶液中c(Na+
 
C(CH3COO-)(填“>”、“=”或“<”).
(2)250C时,向O.lmol.L1的醋酸中加入少量醋酸钠固体,当固体溶解后,测得溶液pH增大,主要原因是
 

(3)室温下,如果将0.lmol CH3COONa固体和0.05mol HCl全部溶于水形成混合溶液.在混合溶液中:
 
 
两种粒子的物质的量之和等于0.lmol.
 
 
两种粒子的物质的量之和比多0.05mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:

25℃时,几种弱酸的电离常数如下:25℃时,下列说法正确的是(  )
弱酸的化学式CH3COOHHCNH2S
电离常数(25℃)1.8×10-54.9×10-10K1=1.3×10-7
K2=7.1×10-15
A、等物质的量浓度的各溶液pH关系为:pH(CH3COONa)>pH(Na2S)>pH(NaCN)
B、a mol/LHCN溶液与b mol/LNaOH溶液等体积混合,所得溶液中c(Na+)>c(CN-),则a一定小于或等于b
C、NaHS和Na2S的混合溶液中,一定存在c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-
D、某浓度的NaCN溶液的pH=d,则其中由水电离出的c(OH-)=10-dmol/L

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科目:高中化学 来源: 题型:

t℃时,在容积为2L密闭中充入X(g)、Y(g)与Z(g),反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如下图所示.下列说法不正确的是(  )
A、0~3 min,X的平均反应速率v(X)=0.1 mol?L-1?min-1
B、发生反应的方程式可表示为:3 X(g)+Y(g)?2 Z(g)
C、3 min 时,Y的转化率为12.5%,此时,充入惰性气体Ne,转化率不变
D、温度不变,增大Z的浓度,该反应的平衡常数增大

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科目:高中化学 来源: 题型:

卤族元素的单质和化合物很多,一氯化碘(ICl)、三氯化碘(ICl3),由于它们的性质与卤素相似,因此被称为卤素互化物.请利用所学物质结构与性质的相关知识回答下列问题:
(1)卤族元素位于周期表的
 
区 I-的最外层电子排布式为
 

(2)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6和HIO4,前者为五元酸,后者为一元酸.请比较二者酸性强弱:H5IO6
 
 HIO4.(填“>”、“<”或“=”).H5IO6中α键与π键的个数比为
 

(3)已知CsICl2不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,则它按下列
 
式发生.A.CsICl2=CsCl+ICl       B.CsICl2=CsI+Cl2
(4)用海带制碘时,生成的粗碘中常混有ICl,可加入KI加热升华提纯,发生化学反应的化学方程式为
 

(5)ClO2-的空间构型为
 
型,中心氯原子的杂化轨道类型为
 


(6)已知CaF2晶体(见图)的密度为ρg/cm3.NA为阿伏加德罗常数,距离最近且相等的两个Ca2+核间距为a cm,则CaF2的摩尔质量为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

氯气是一种重要的化工原料.如图为实验室制取氯气的装置.请回答:
(1)仪器A的名称是
 

(2)当装置B中充满色气体时,说明氯气收集满了,是因
 

(3)装置C的作用是
 
(只有一项正确,填序号).
①干燥气体②吸收尾气③防止倒吸
(4)装置C的烧杯中可以得到以次氯酸钠(NaClO)为有效成分的漂白液,写出反应的化学方程式
 

(5)氯气可以与溴化钠溶液发生反应:2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2,在该反应中氯气作剂
 
(填“氧化”或“还原”).

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科目:高中化学 来源: 题型:

甲醛是一种重要的有机原料,主要用于塑料工业、医药等.工业上可用如下方法合成甲醛:CO(g)+H2(g)?HCHO(g)△H<0.如图为一定条件下,上述反应的变化状况.
已知第2、5、8min时分别改变了反应的某一个条件,且三种情况下改变的条件类型不同.
请回答下列问题.
(1)第7min时,该条件下反应的平衡常数K=
 
.第5min时改变的反应条件为
 

(2)2-4min时,该反应的平均速率v(CO)=
 
.该段时间内的平均反应速率较前2min内的平均反应速率大,其原因是
 

(3)请在图中画出第8~12min时CO浓度的变化曲线图.

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列物质分类正确的是(  )
A、H2SO4、NaOH、NaNO3都是电解质
B、Na2O、Na2O2、Fe2O3都是碱性氧化物
C、漂白粉、液氨、小苏打都是混合物
D、烧碱、纯碱、熟石灰都是碱

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