1、填空题 Ⅰ以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工业.
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol-1,
该反应在常温下______自发进行(填“能”与“不能”);在一体积为2L的密闭容器中,加入1molC和2mol?H2O(g),达平衡时H2O的转化率为20%,请计算此时的平衡常数______
(2)目前工业上有一种方法是用CO与H2反应来生产甲醇.
化学键 | C-O | C-H | H-H | C≡O | O-H
|
键能 kg/mol-1 | 358 | 413 | 436 | 1072 | 463
|
已知生成气态甲醇,CO里面含C≡O.请写出该反应的热化学方程式为______
(3)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
在一体积不变的容器中,当合成氨反应达到平衡后,在t1时升高温度,t2重新达到平衡,t3时充入氮气,t4时重新达到平衡,t5时移去一部分产物,t6时又达到平衡,请在下面的反应速率与时间关系图中画出t1到t5逆反应速率、t5到t6正反应速率的变化情况.
(4)氢气可用于生产燃料电池,丙烷气体也可以.美国科学家成功开发便携式固体氧化物燃料电池,它以丙烷气体为燃料,一极通入空气,另一极通入丙烷气体,电解质是固态氧化物,在熔融状态下能传导O2-.则通丙烷的电极发生的电极反应为______
Ⅱ沉淀物并非绝对不溶,且在水及各种不同的溶液中溶解度有所不同,同离子效应、络合物的形成等都会使沉淀物的溶解度有所改变.已知AgCl+Cl-=[AgCl2]-,如图是某温度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情况.由以上信息可知:
(1)由图知该温度下AgCl的溶度积常数为______.
(2)AgCl在NaCl溶液中的溶解出现如图所示情况(先变小后变大)的原因是:______.
参考答案:Ⅰ(1)该反应为熵增大,焓增大的反应,由△G=△H-T△S,△G<0反应可自发进行,可知该反应在高温时可以自发进行,常温下难以自发进行.
参加反应的水的物质的量为2mol×20%=0.4mol,则
对于反应? C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),
开始(mol):1? 2? 0?0
变化(mol):0.4?0.4?0.4
平衡(mol):1.6?0.4?0.4
所以平衡时H2O的浓度为1.6mol2L=0.8mol/L,CO和H2的浓度为0.4mol2L=0.2mol/L,
所以平衡常数k=c(CO)?c(H2)c(H2O)=0.2×0.20.8=0.05,
故答案为:不能自发进行;0.05;
(2)对于CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),反应热△H=1072KJ/mol+2×436KJ/mol-(413KJ/mol×3+358KJ/mol+463KJ/mol?)=-116?KJ/mol,
所以该反应的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-116?KJ/mol,
故答案为:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-116?KJ/mol;
(3)在t1时升高温度,正逆反应速率都增大,反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,逆反应速率增大多,t2重新达到平衡,平衡时速率比原来高;
t3时充入氮气,平衡向正反应移动,生成物氨气的浓度增大,逆反应速率增大,t4时重新达到平衡;
t5时移去一部分产物,氨气浓度降低,平衡向正反应移动,反应物浓度降低,正反应速率降低,t6时又达到平衡.
据此作图为
,故答案为:
;
(4)负极发生氧化反应,所以丙烷应在负极上通入,丙烷失去电子与氧离子反应,生成二氧化碳和水,电极反应式为C3H8+10O2--20e-=3CO2+4H2O,
故答案为:C3H8+10O2--20e-=3CO2+4H2O;
Ⅱ(1)由图可知AgCl的溶度积Ksp(AgCl)=c(Ag+)?c(Cl-)=10-5×10-7=10-12,故答案为:10-12;
(2)开始Cl-抑制了AgCl的溶解,所以Ag+浓度变小了,但Cl-浓度增大使AgCl形成[AgCl2]-络合物:AgCl+Cl-=[AgCl2]-,所以Ag+浓度又变大了,
故答案为:开始Cl-抑制了AgCl的溶解,所以Ag+浓度变小了,但Cl-浓度增大使AgCl形成[AgCl2]-络合物:AgCl+Cl-=[AgCl2]-,所以Ag+浓度又变大了.
本题解析:
本题难度:简单
2、简答题 无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等.工业制备无水AlCl3的流程如下:
(1)已知:C(s)+
O2(g)═CO(g)△H=-110.5kJ/mol,2Fe(s)+O2(g)═Fe2O3(s)△H=-822.1kJ/mol
请写出C还原Fe2O3生成CO的热化学方程式______.
(2)反应2CO+O2
2CO2的平衡常数为K1;反应4Fe+3O2
2Fe2O3的平衡常数K2,则反应3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2的平衡常数K与K1、K2的关系式______.
(3)高温下,氧化铁能跟碳发生下列反应:
①Fe2O3+3C2Fe+3CO?②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2若反应产生的气体是CO2和CO,则的取值范围是______.
(4)氯化炉中生成的气体,通常用碱性的亚硫酸钠溶液来吸收,请用离子方程式分析亚硫酸钠溶液呈碱性的原因______.
(5)氯化炉中发生:3Cl2(g)+3C(s)+Al2O3(s)
2AlCl3(g)+3CO(g)△H>0,欲提高金属铝的氯化效果,不可采取的措施是______(填序号):
①增加C的量?②多通入Cl2③升高温度?④移走部分AlCl3(g)?⑤使用合适的催化剂工业上还常采用向氯化炉中通入O2的方法,其目的是______.
(6)沉淀分析法一般规定:溶液中某离子物质的量浓度低于1.0×10-5mol/L时,可认为已沉淀完全.现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe3+完全沉淀时,测定c(Al3+)=0.2mol/L.此时所得沉淀中______(填“是”或“否”)含有Al(OH)3.(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.1×10-33).
参考答案:(1)C还原Fe2O3生成CO的热化学方程式:3C(s)+Fe2O3(s)═3CO(g)+2Fe(s);△H
由盖斯定律,将第一个将第一个热化学方程式乘以3,减去第二个热化学方程式,即得该热化学方程式,
反应热△H=3×(-110.5kJ/mol)-(-822.1kJ/mol)=+490.6kJ/mol;
所以C还原Fe2O3生成CO的热化学方程式为:3C(s)+Fe2O3(s)═3CO(g)+2Fe(s)△H=+490.6kJ/mol;
(2)反应2CO+O2
2CO2的平衡常数为K1=c2(CO2)?c2(CO)?c(O2),
反应4Fe+3O2
2Fe2O3的平衡常数K2=c2(Fe2O3)?c4(Fe)?c3(O2)?,
反应3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2的平衡常数K=c3(CO2)?c2(Fe)c3(CO)?c(Fe2O3)?=
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
[? ]
A.含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq) + CH3COOH(aq) = CH3COONa(aq) + H2O(l) ; △H =-57.4kJ·mol-1
B.已知C(石墨,s)= C(金刚石,s);△H>0,则石墨比金刚石稳定
C.已知反应2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l);△H=-571.6kJ·mol-1,则H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2,则△H1>△H2?
参考答案:BC
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 在298K、1.01×105Pa下,12g石墨在24g氧气中燃烧至反应物完全消耗,测得放出x?kJ(x>0)的热量.已知在该条件下,1mol石墨完全燃烧放出y?kJ(y>0)的热量.则石墨与氧气反应生成CO的热化学方程式表达正确的是( )
A.C(石墨,s)+O2(g)=CO(g)△H(298K)=-ykJ?mol-1
B.C(石墨,s)+O2(g)=CO(g)△H(298K)=-xkJ?mol-1
C.C(石墨,s)+O2(g)=CO(g)△H(298K)=-(2x-y)kJ?mol-1
D.2C(石墨,s)+O2(g)=2CO(g)△H(298K)=-(2x-y)kJ?mol-1
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 下列说法或表示方法正确的是
[? ]
A、需要加热发生的反应是吸热反应
B、在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=-57.3kJ/mol,若将含0.5mol?H2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ
C、由C(石墨)→C(金刚石);△H=+1.73?kJ/mol,可知金刚石比石墨稳定
D、在101kPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=+285.8kJ/mol
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单