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近年来,由于温室效应和资源短缺等问题,关于CO2和碳酸盐应用的研究受到人们的重视.某研究小组利用反应:CO(g)+H2O(g)═H2(g)+CO2(g)△H=-41.2kJ/mol,制备CO2与H2 的混合气体,并进一步研究CO2与H2以不同的体积比混合时在合适条件下的反应产物应用.
(1)已知:850℃时在一体积为10L的恒容密闭容器中,通入一定量的CO和H2O,CO和H2O浓度变化如图1

下列说法正确的是
 
(填序号)
A.达到平衡时,氢气的物质的量是0.12mol
B.达到平衡时,反应体系最终会放出49.44kJ热量
C.在0-4min,混合气体的平均相对分子质量增大
D.第6min时,若升高温度,反应平衡常数会减小
E.第8min时,若充入氦气,会导致v(CO)<v(H2O)
(2)850℃时,若在容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO,3.0mol H2O,1.0mol CO2和x mol H2.若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是
 

(3)如将H2 与CO2以4:1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4.已知:
CH4 (g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ/mol
H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(l)△H2=-285.8kJ/mol则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是
 

(4)熔融盐燃料电池(见图2)是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极.已知负极的电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O.正极的电极反应是
 
.为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定.为此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是
 
.实验过程中,若通入了标准状况下空气448L(假设空气中O2体积分数为20%),则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4
 
L.
考点:物质的量或浓度随时间的变化曲线,反应热和焓变,化学电源新型电池
专题:化学平衡专题,电化学专题
分析:(1)A.由图可知,平衡时△c(CO)=0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L,利用浓度变化量之比等于化学计量数之比计算△c(H2),再根据n=cV计算n(H2);
B.850℃时该反应的反应热△H≠-41.2kJ/mol;
C.随反应进行,混合气体总质量不变,总物质的量不变,平均相对分子质量不变;
D.该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动;
E.恒容密闭容器中,若充入氦气,体积不变,各物质的浓度不变,速率不变;
(2)用x表示出浓度商Qc,平衡向正反应移动,应满足浓度商Qc<k,据此计算判断;
(3)根据盖斯定律,由已知热化学方程式乘以合适的系数进行加减,反应热也乘以相应的系数进行相应的计算;
(4)燃料电池中,正极发生的反应一定是氧气得电子的过程;电池是以熔融碳酸盐为电解质,可以循环利用的物质只有二氧化碳;在燃料电池和电解池的串联电路中,转移的电子数目是相同的.
解答: 解:(1)A.由图可知,平衡时△c(CO)=0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L,浓度变化量之比等于化学计量数之比,故△c(H2)=△c(CO)=0.12mol/L,故n(H2)=0.12mol/L×10L=1.2mol,故A错误;
B.生成1.2mol氢气,通常条件下放出的热量为41.2kJ×
1.2mol
1mol
=49.44kJ,850℃时该反应的反应热△H≠-41.2kJ/mol,故B正确;
C.由图可知4min时到达平衡,随反应进行,混合气体总质量不变,总物质的量不变,平均相对分子质量不变;所以混合气体的平均相对分子质量始终不变化,故C错误;
D.该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,平衡常数减小,故D正确;
E.恒容密闭容器中,若充入氦气,体积不变,各物质的浓度不变,速率不变,故E错误;
故答案为:BD.
(2)由图可知,平衡时CO的浓度为0.08mol/L,则:
              CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
开始(mol/L):0.2    0.3       0       0
变化(mol/L):0.12   0.12     0.12    0.12
变化(mol/L):0.08  0.18      0.12    0.12
故平衡常数k=
0.12×0.12
0.08×0.18
=1,
平衡向正反应方向移动,浓度商小于平衡常数,即Qc=
0.5×
x
2
0.5×1.5
<1,解得x<3,
故答案为:x<3;
(3)已知:①CH4 (g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ/mol
②H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(l)△H2=-285.8kJ/mol
由盖斯定律,②×4-①得CO2(g)+4H2(g)═CH4 (g)+2H2O(l)△H=-252.9 kJ/mol
故答案为:CO2(g)+4H2(g)═CH4 (g)+2H2O(l)△H=-252.9 kJ/mol;
(4)料电池中,正极反应一定是氧气的电子的过程,该电池的电解质环境是熔融碳酸盐,所以电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32- (或2O2+4CO2+8e-=4CO32-);
电池是以熔融碳酸盐为电解质,可以循环利用的物质只有二氧化碳;
若通入了标准状况下空气448L(假设空气中O2体积分数为20%),则氧气的物质的量为4mol,根据电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32-,所以转移电子的物质的量为16mol,根据电池的负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,当转移16mol电子时,消耗CH4 2mol,则CH4在(标准状况)的体积V=nVm=2mol×22.4L/mol=44.8L,
故答案为:O2+2CO2+4e-=2CO32-;CO2; 44.8.
点评:本题考查化学平衡图象及有关计算、热化学方程式、原电池原理的应用及电子转移的计算等,涉及的知识点较多,侧重于考查学生对所学知识的综合应用能力,题目难度较大.
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在现行元素周期表中,所含元素种数最多的族和周期分别是(  )
A、第ⅠA族 第6周期
B、第Ⅷ族 第6周期
C、第ⅢB族 第6周期
D、第ⅢA族 第6周期

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能正确表示下列反应的离子方程式是(  )
A、FeBr3溶液中加入过量的氯水 2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+6Cl-+2Fe3+
B、向小苏打溶液中加入醋酸 CO32-+2CH3COOH=CO2↑+H2O+2CH3COO-
C、向碳酸钠溶液中加入少量氯水 CO32-+2H+=CO32-+H2O
D、用碳酸钠溶液吸收少量二氧化硫  2CO32-+SO2+H2O=2HCO3-+SO32-

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短周期元素R能形成H2R和RO2两种化合物,该元素的原子序数是(  )
A、16B、15C、14D、13

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某化学学习小组用某种粗盐进行提纯实验,步骤如下图所示:已知粗盐中含有的杂质离子主要为:K+、Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-

(1)步骤①和②的操作名称是
 
,所需要玻璃仪器为
 

(2)步骤②中在加入Na2CO3溶液之前还需加入过量NaOH溶液和BaCl2溶液固体A是:
 
、BaCO3.(用化学式表示)
请写出步骤②中加入NaOH溶液所发生的离子反应(用离子方程式表示):
 

(3)步骤②中检验SO42-沉淀完全的操作是:
 

(4)步骤③中加入盐酸的作用是(用离子方程式表示)
 

(5)步骤④的操作为:
 
、过滤;其中第一步操作所需仪器有:三脚架、玻璃棒、
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用.
I、某中学研究小组,将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示).在每次实验时,记录电压指针的移动方向和电压表的读数如表如示:
金属 电子流动方向 电压/V
A A-→Fe +0.76
B Fe-→B -0.18
C C-→Fe +1.32
D D-→Fe +0.28
已知构成原电池两电极的金属活动性相差越大,电压表读数越大.请判断:
(1)A、B、C、D四种金属中活泼性最强的是
 
(用字母表示).
(2)若滤纸改用NaOH溶液浸润一段时间后,则在滤纸上能看到有白色物质析出,后迅速变为灰绿色,最后变成褐色.则滤纸上方的金属片为
 
(用字母表示).
II、设计出燃料电池使液化石油气氧化直接产生电流是新世纪最富有挑战性的课题之一.最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极通入液化石油气(以C4H10表示),电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-
(3)该电池的负极反应为:
 
,正极反应式为
 

(4)液化石油气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全而产生的
 
(填写物质的名称)堵塞电极的气体通道.

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科目:高中化学 来源: 题型:

(1)0.3mol NH3分子中所含H原子数与
 
个H2O分子中所含H原子数相等.
(2)在标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体为6.72L,质量为12g,则该混合气体的平均相对分子质量是
 
,CO的质量是
 
g.
(3)将4g NaOH溶于
 
g水中,可使溶液中H2O与Na+的物质的量之比为20:1,此溶液中溶质的质量分数为
 
.若测得该溶液的密度为1.1g/cm3,则溶液中c(Na+)为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

下面a~e是中学化学实验中常见的几种定量仪器:
(a)量筒  (b)容量瓶   (c)滴定管 (d)托盘天平  (e)温度计
(1)无“0”刻度的是
 
(填写编号).
(2)下列操作能合理的是
 
(填字母)
A.用25mL碱式滴定管量取20.00mLNaHCO3
B.用托盘天平准确称量10.20克碳酸钠固体
C.用100mL量筒量取3.2mL浓硫酸
D.配制1mol?L-1的氢氧化钠溶液475mL选用500mL容量瓶
(3)某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液,若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示:则所用盐酸溶液的体积为
 
 mL.
(4)图甲表示10mL量筒中液面的位置,A与B与C刻度间相差1mL,如果刻度A为4,量筒中液体的体积为
 
mL;图乙表示25mL酸式滴定管中某酸的体积,D与E之间的刻度差为1mL,如果刻度D为4,则该酸式滴定管中液体体积的读数为
 
mL.

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下列四个数据是在不同条件下测出的合成氨反应的速率,其中最快是(  )
A、V(H2)═0.1mol/(L?min)
B、V(N2)═0.1mol/(L?min)
C、V(NH3)═0.15mol/(L?min)
D、V(N2)═0.002mol/(L?s)

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