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CO和H2作为燃料和化工原料,有着十分广泛的应用.
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ?mol-1C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H2=+131.3kJ?mol-1则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)的△H=
 
kJ?mol-1
标准状况下将33.6LCO、H2的混合气体在足量氧气充分燃烧,生成CO2和H2O,将生成的产物通过足量的过氧化钠固体,固体增加的质量为16g,则原混合气体中CO、H2的体积比为
 

(2)利用反应CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)设计而成的MCFS燃料电池是一种新型电池.现以该燃料电池为电源,以石墨作电极电解饱和NaCl溶液,反应装置及现象如图1所示.
则①M应是电源的
 
极(填“正”或“负”);
②该电解反应的离子方程式为
 

(3)一定温度下在体积为5L的密闭容器中加入2mol Fe(s)与1molH2O(g),t1秒时,H2的物质的量为0.20mol,到第t2秒时恰好达到平衡,此时H2的物质的量为0.35mol.
①t1~t2这段时间内的化学反应速率V(H2)=
 

②若继续通人1mol H2O(g)再次达到平衡后,H2的物质的量为
 
mol.
③该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图2,t1时改变了某种条件,改变的条件可能是
 
考点:用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学反应速率与化学平衡图象的综合应用,电解原理
专题:化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题
分析:(1)据已知反应利用盖斯定律书写热化学方程式;2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,固体增加的质量相当于CO的质量,2H2+O2=2H2O,2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑,
二者相加可得H2+Na2O2=2NaOH,固体增加的质量为相当于H2的质量,以此计算;
(2)用惰性电极电解饱和食盐水阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气,阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气;溶液中水的电离被促进生成氢氧化钠;电解NaCl结束后,再电解水2H2O
 通电 
.
 
2H2↑+O2↑;
(3)①t1~t2这段时间内氢气的浓度变化计算出氢气的反应速率;
②反应前后气体体积不变,增大水蒸气的量平衡不移动,水蒸气的物质的量增大一倍,生成物增多一倍;
③根据t1时逆反应速率变化判断改变的条件.
解答: 解:(1)已知①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ?mol-1②C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H2=+131.3kJ?mol-1,据盖斯定律,①-②得:CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)△H=-524.8kJ?mol-1
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,固体增加的质量相当于CO的质量,2H2+O2=2H2O,2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑,
二者相加可得H2+Na2O2=2NaOH,固体增加的质量为相当于H2的质量,所以有一氧化碳和氢气16g,标准状况下33.6LCO、H2的混合气体物质的量为1.5mol,
设混合气体中含有xmolCO,ymolH2
则 28x+2y=16
x+y=1.5
解得x=0.5,y=1,相同条件下,其物质的量之比等于体积比,所以混合气体中CO、H2的体积比为1:2,
故答案为:-524.8,1:2;
(2)①用惰性电极电解饱和食盐水,阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气,阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气;溶液中水的电离被促进生成氢氧化钠;电解NaCl结束后,再电解水2H2O
 通电 
.
 
2H2↑+O2↑,根据图示1反应装置及现象可知M极连接的试管生成的气体多,应是电源的负极,故答案为:负极;
②用惰性电极电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电,同时溶液中还生成氢氧化钠,所以电池反应式为2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2↑,离子方程式为:2Cl-+2H2O
 电解 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2↑,故答案为:2Cl-+2H2O
 电解 
.
 
2OH-+H2↑+Cl2↑;
(3)铁与水蒸气反应的方程式为:3Fe+4H2O(g)
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2
①t1~t2这段时间内氢气的浓度变化为:0.35mol-0.20mol=0.15mol,这段时间内的化学反应速率v(H2)=
0.15mol
5L
t2-t1
=
0.03
t2-t1
mol?L-1?s-1
故答案为:
0.03
t2-t1
mol?L-1?s-1
②反应前后气体体积不变,增大水蒸气的量平衡不移动,水蒸气的物质的量增大一倍,生成物增多一倍,生成的氢气为0.40mol,
故答案为:0.40;
③t1时反应未达到平衡,改变条件后逆反应速率突然增大,且继续增大,可知为加入催化剂或升高温度或增大气体反应物浓度,
故答案为:加入催化剂或升高温度(或增大气体反应物浓度).
点评:本题考查了盖斯定律、化学计算、原电池电解池、化学反应速率的计算、化学反应速率的影响因素,综合性强,题目难度较大.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

能正确表示下列化学反应的离子方程式的是(  )
A、氢氧化钡溶液与硫酸的反应     OH-+H+=H2O
B、金属镁与稀盐酸反应  Mg+2H++2 Cl-=MgCl2+H2
C、金属钠投入到冷水中  Na+H2O=Na++OH-+H2
D、氯气通入氢氧化钠溶液中   Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:

某同学从资料上查到以下反应:KClO3+A+B
  △  
.
 
KCl+AO2+BO2A、B为中学常见单质,AO2、BO2是能使澄清石灰水变浑浊的气体.回答下列问题:
(1)①元素A、B可形成化合物AB2,则AB2结构式为
 

②若反应中A和B的质量比为3:4,则n(KClO3):n(AO2)=
 

③已知:A(s)+O2(g)=AO2(g)△H=-393.5kJ/mol
B(s)+O2(g)=BO2(g)△H=-296.8kJ/mol
A(s)+2B(s)=AB2(l)△H=+89.7kJ/mol
写出AB2(l)在O2中完全燃烧的热化学方程式为
 

(2)将气体AO2缓慢通入含KOH、Ca(OH)2、NaA1O2的混合溶液中,生成沉淀的物质的量n与通入气体的体积V的关系可表示为
 
(填字母).

t/min0510
AO/mol?L-11.000.650.50
H2/mol?L-12.001.00
AH3OH/mol?L-10.000.350.50
(3)在663K,303kPa和催化剂存在的条件下,体积恒定的容器中,发生反应:AO+2H2fAH3OH△H<0.测得如下数据:
①0~5min,化学反应速率v(H2)=
 

②已知此温度下该反应的化学平衡常数K=3,反应进行到10min时
 
(填“是”或“否”)达到平衡状态.
③为提高反应体系混合物中n(AH3OH)/n(AO)的值,下列措施有效的是
 

A.升温B.将AH3OH从体系中分离出来C.充入He气D.再充入1molAO和2molH2

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科目:高中化学 来源: 题型:

某溶液A可能含有NH4+、Na+、Al3+、Fe2+、Cl-、NO3-、SO42-等离子中的几种,A溶液分成两等份:
向其中一份加入Na2O2后产生沉淀,沉淀量先增加后又逐渐减少,至沉淀量不变时,消耗Na2O2 0.5mol,并收集到气体8.96L(标况),将此气体通过浓硫酸后体积减少到4.48L(标况);
取另一份A溶液加盐酸酸化后无明显现象,再滴入氯化钡,出现白色沉淀沉淀不再增加时,经过滤、洗涤、干燥后得沉淀0.3mol,据此判断A溶液中:
(已知加热条件下NH4++OH-
  △  
.
 
NH3↑+H2O)
(1)一定含有的离子是
 

(2)一定不含有
 
离子,判断依据是
 

(3)可能含有
 
离子,检验方法是
 

(4)推断此溶液中是否存在Cl-的理由是
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

是一种医药中间体,常用来制备抗凝血药,可通过如图路线合成:

(1)A与银氨溶液反应有银镜生成,则A的结构简式为
 
,1molG最多能与
 
molH2在催化剂作用下发生加成反应.
(2)检验C中含有Cl元素时,可选取的试剂是
 
(填编号,按选取先后顺序排列)
a.氢氧化钠的水溶液     b.稀盐酸    c.硝酸银     d.稀硝酸
(3)写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式
 

(4)H是E的同分异构体,H中苯环上有只有两个取代基,且位于苯环的对位,H可以使氯化铁溶液显紫色,可以和碳酸氢钠溶液反应放出气体,则H的结构简式为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

现有①0.2mol/L NaOH溶液、②0.2mol/L HX溶液,两溶液等体积混合后,测得
溶液中:c(Na+)>c(X-).则:
(1)上述混合液中各离子浓度由大到小的顺序为
 

(2)pH=12的NaOH溶液与pH=2的HX等体积混合,混合后溶液显
 

(填“酸”、“碱”或“中”).

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列有关物质的分类全部正确的一组是(  )
 单质混合物氧化物电解质
ACu冰水混合物CuOCO2
BSO3Na2CO3双氧水KOH
CCH3CH2OH空气KClO3Mg
DN2浓硫酸H2OFeCl3
A、AB、BC、CD、D

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科目:高中化学 来源: 题型:

常温下,下列各组离子可能大量共存的是(  )
A、能使甲基橙显黄色的溶液:Cl-、CO32-、K+、AlO2-
B、含CO32-的溶液:Ca2+、Na+、Cl-、NO3-
C、加入Al能放出H2的溶液中:Cl-、SO42-、NH4+、NO3-、Mg2+
D、在由水电离出的c(OH-)=10-13mol?L-1的溶液中:[Ag(NH32]+、Na+、Fe2+、AlO2-、I-

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科目:高中化学 来源: 题型:

一定条件下,可将NH3和NOx转变为N2和H2O,这是目前硝酸厂尾气治理所普遍采用的一种方法.某校化学研究小组拟用下列流程验证NO能被氨气还原并计算其转化率.如图1(已知:浓硫酸在常温下不氧化NO气体).

根据题意完成下列各题:
(1)装置③可以选的干燥剂为:
 
(选填序号,下同);装置④可以选的固体干燥剂为:
 

A.浓硫酸    B.碱石灰    C.硅胶
(2)若实验室只提供浓氨水和生石灰两种试剂,可选择图2中
 
装置来制取氨气.
(3)若实验室提供稀硝酸、铜丝和小颗粒石灰石,若选用上图D装置制取较纯NO,其操作方法是:
 

(4)装置⑥中,小段玻璃管的作用是
 

(5)装置⑦的作用可能是:
 

(6)若进入装置⑤的NO共2688mL(已折算为标准状况,下同),氨气过量,最后收集到标准状况下2016mL N2,则NO的转化率为:
 

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