题目内容

【题目】氢气是一种清洁能源.制氢和储氢作为氢能利用的关键技术,是当前科学家主要关注的热点问题.
(1)用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如图所示:

①甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是
②第Ⅱ步反应为可逆反应.800℃时,若CO的起始浓度为2.0molL1 , 水蒸气的起始浓度为3.0molL1 , 达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2molL1 , 则CO的平衡转化率为
(2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2 , 且反应前后B元素的化合价不变,该反应的化学方程式为 , 反应消耗1mol NaBH4时转移的电子数目为
(3)储氢还可借助有机物,如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢.

在某温度下,向恒容容器中加入环已烷,其起始浓度为a molL1 , 平衡时苯的浓度为b molL1 , 该反应的平衡常数K=(用含a、b的关系式表达).

【答案】
(1)CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=﹣136.5kJ/mol;60%
(2)NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑;4NA或2.408×1024
(3) mol3?L3
【解析】解:(1)①根据第一步反应过程可以得出:CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g),△H=﹣103.3KJ/mol;
根据第二步反应过程可以得出:CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g),△H=﹣33.2KJ/mol;
根据盖斯定律,上下两式相加可得:CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=﹣136.5 kJ/mol,
所以答案是:CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=﹣136.5 kJ/mol;
②设CO的平衡转化量为x,

CO(g)+

H2O(g)=

H2(g)+

CO2(g)

初始浓度:

2.0

3.0

0

0

变化浓度:

1.2

1.2

1.2

1.2

平衡浓度:

0.8

0.8

1.2

1.2

则CO的平衡转化率为 ×100%=60%,
所以答案是:60%;(2)NaBH4与水反应生成NaBO2 , 且反应前后B的化合价不变,NaBO2中B元素化合价为+3价,所以NaBH4中H元素的化合价为﹣1价,所以H元素化合价由﹣1价、+1价变为0价,再结合转移电子守恒配平方程式为NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑,反应消耗1mol NaBH4时转移的物质的量=1mol×4×(1﹣0)=4mol,所以转移电子数为4NA或2.408×1024 , 所以答案是:NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑;4NA或2.408×1024;(3)环己烷的起始浓度为amolL1 , 平衡时苯的浓度为bmolL1 , 同一容器中各物质反应的物质的量浓度之比等于其计量数之比,所以根据方程式知,环己烷的平衡浓度为(a﹣b)mol/L,氢气的浓度为3bmol/L,则平衡常数K= mol3L3= = mol3L3
所以答案是: mol3L3
【考点精析】利用化学平衡的计算对题目进行判断即可得到答案,需要熟知反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%.

练习册系列答案
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【题目】如图是用0.1000mol/L的盐酸滴定某未知浓度的NaOH溶液的示意图和某次滴定前、后的盛放盐酸滴定管中液面的位置.请回答:

(1)仪器A的名称是__________________

(2)盐酸的体积读数:滴定前读数为_____mL,滴定后读数为______mL;

(3)某实验小组同学的三次实验的实验数据如下表所示.根据表中数据计算出的待测NaOH溶液的浓度是________________;(保留四位有效数字)

实验

编号

待测NaOH溶液的体积(mL)

滴定前盐酸的

体积读数mL)

滴定后盐酸的

体积读数(mL)

1

20.00

1.20

23.22

2

20.00

2.21

24.21

3

20.00

1.50

23.48

(4)滴定操作可分解为如下几步(所用的仪器刚用蒸馏水洗净):

A.用碱式滴定管向锥形瓶里注入20.00mL待测NaOH溶液,并加入2~3滴酚酞;

B.用标准溶液润洗酸式滴定管2~3次;

C.把盛有标准溶液的酸式滴定管固定好,调节滴定管尖嘴使之充满溶液,使管内无气泡;

D.取标准盐酸注入酸式滴定管至刻度0以上2~3cm;

E.调节液面至00以下刻度,记下读数;

F.把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准盐酸滴定至终点并记下滴定管液面的刻度

正确操作步骤的顺序是(用序号字母填写)_____________

(5)判断到达滴定终点的实验现象是________________________________

(6)对下列几种假定情况进行讨论:(填无影响”、“偏高”、“偏低”)

①如果上述B步骤省略,对测定结果的影响是_________

②取待测液的滴定管,滴定前滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失._________

③若滴定前锥形瓶未用待测液润洗,对测定结果的影响是___________

④标准液读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,对测定结果的影响是___________

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