题目内容

(1)已知:C3H8(g)+5O2(g) ===3CO2(g)+4H2O(1) △H=-2220.0kJ/mol
H2O(1) ===H2O(g);△H=+44.0kJ/mol
写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式                               
(2)在如图所示的实验装置中,E为一张用淀粉碘化钾溶液润湿的滤纸,C、D为夹在滤纸两端的铂夹,X、Y分别为直流电源的两极。在A、B中充满AgNO3溶液后倒立于盛有AgNO3溶液的水槽中,再分别插入铂电极。切断电源开关S1,闭合开关S2,通直流电一段时间后,B电极质量增重,A极产生无色气体。请回答下列问题:
① 写出D电极反应式:           
②写出水槽中电解AgNO3溶液总反应的离子方程式:                                    ,阴极增重2.16 g,则阳极上放出的气体在标准状况下的体积是____  _L。

(1)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) △H=-2044kJ/mol(3分)
(2)2I-2e=I2(2分);4Ag+2H2O4Ag+4H+O2↑(2分);0.112(2分)

解析试题分析:(1)已知:①C3H8(g)+5O2(g) ===3CO2(g)+4H2O(1) △H=-2220.0kJ/mol、②H2O(1) ===H2O(g);△H=+44.0kJ/mol,则根据盖斯定律可知①+②×4即得到丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g),所以该反应的反应热△H=-2220.0kJ/mol+44.0kJ/mol×4=-2044kJ/mol。
(2)①切断电源开关S1,闭合开关S2,则构成电解池。通直流电一段时间后,B电极质量增重,这说明B电极是阴极,溶液中的金属阳离子放电析出金属。A极是阳极,溶液中的OH放电产生无色气体氧气。所以Y电极是电源的负极,X是正极。则D电极是阴极,溶液中的碘离子放电生成单质碘,电极反应式为2I-2e=I2
②惰性电极电解硝酸银溶液生成硝酸、氧气和银,离子方程式为4Ag+2H2O4Ag+4H+O2↑。阴极增重2.16 g,即银的质量是2.16g,物质的量是2.16g÷108g/mol=0.02mol。所以根据方程式可知,生成氧气的物质的量=0.02mol÷4=0.005mol。因此在标准状况下的体积=0.005mol×22.4L/mol=0.112L。
考点:考查盖斯定律的应用、电化学原理的应用、判断与计算

练习册系列答案
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利用太阳能分解水生成的氢气,在催化剂作用下氢气与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1和-726.5 kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是          kJ。
(2)液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为                                                                    
(3) 在容积为2 L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,反应式:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300 ℃):

①可逆反应的平衡常数表达式K=                
②下列说法正确的是            

A.温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇
的平均速率为v(CH3OH)=mol·L-1·min-1 
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小  
C.该反应为放热反应 
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大 
③在T1温度时,将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为                  
(4) 在直接以甲醇为燃料的燃料电池中,电解质溶液为酸性,总反应式为
2CH3OH + 3O2=2CO2+4H2O,则正极的反应式为                             
负极的反应式为                                                          。[来

碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
(1)真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
①2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s) = 6AlCl(g)+6CO(g)    ΔH=a kJ·mol-1
②3AlCl(g) = 2Al(l)+AlCl3(g)  ΔH=b kJ·mol-1
反应:Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的ΔH =     kJ·mol-1 (用含a、b的代数式表示);
(2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)  N2(g)+CO2(g) ΔH ="Q" kJ·mol-1。在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

           时间/min
浓度/mol/L
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.68
0.50
0.50
0.60
0.60
N2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
CO2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
 
①0~10 min内,NO的平均反应速率v(NO)=              ,T1℃时,该反应的平衡常数=                    
②30 min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是            (填字母编号)。
A.通入一定量的NO            B.加入一定量的活性炭
C.加入合适的催化剂           D.适当缩小容器的体积
③在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是    (填选项编号)。
A.单位时间内生成2 n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g)   
B.反应体系的温度不再发生改变
C.混合气体的密度不再发生改变
D 反应体系的压强不再发生改变

由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol1)的变化。

(1)关于该反应的下列说法中,其△H     0。(填“大于”、“小于”或“等于”), 且在     (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(2)该反应平衡常数K的表达式为               
(3)温度降低,平衡常数K            (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)若为两个容积相同的密闭容器,现向甲容器中充入1 mol CO2(g)和3 molH2(g),乙容器中充入1mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g),在相同的温度下进行反应,达到平衡时,甲容器内n(CH3OH)     (填“大于”“小于”或“等于”)乙容器内n(CH3OH)。
(5)已知:CO(g)+2H2(g) = CH3OH (g) △H=" -116" kJ?mol-1;CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H="-283" kJ?mol-1;H2 (g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H="-242" kJ?mol-1 ,写出CH3OH燃烧生成CO2和水蒸气的热化学方程式______________________________________。
(6)以甲醇和氧气为燃料,氢氧化钾溶液为电解质溶液构成电池。
①负极的电极反应式为                                    
②若以石墨为电极,电解硫酸铜溶液,写出电解的总反应方程式             。若以此燃料电池电解200 mL 0.8mol/L的硫酸铜溶液,当消耗1.6甲醇时,在阴极会析出             g铜。

研究二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等大气污染物的治理具有重要意义。
(1)对PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样中除H+和OH外其它水溶性离子的化学组分及其平均浓度如下表:

离子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3
Cl
浓度/mol·L-1
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
 
根据表中数据判断试样的pH =        
(2)含SO2的工业废气处理:废气的将含有SO2的废气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫,在废气脱硫的过程中,所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前,需通一段时间的二氧化碳,以增加其脱硫效率;脱硫时控制浆液的pH值,此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为             
亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为                
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g) H>0
汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是                 
②在汽车尾气系统中安装催化转化器,使NO和CO迅速发生反应转化成对环境无污染的气体,可减少CO和NO的污染,反应的化学方程式为              
(4)用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ·mol—1
CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol—1
H2O(g)= H2O(l)△H=-144kJ·mol—1
取标准状况下4.48LCH4还原NO2和NO的混合物,若氮氧化物完全被还原,且生成H2O(l),则放出的总热量Q的取值范围是              

(Ⅰ)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H
已知某些化学键的键能数据如下表:

化学键
C—C
C—H
H—H
C—O
C≡O
H—O
键能/kJ·mol-1
348
413
436
358
1072
463
 
请回答下列问题:
(1)已知CO中的C与O之间为叁键连接,该反应的△H=               
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在容积固定为2L的密闭容器内充入1molCO和2molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在250°C开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
压强/MPa
12.6
10.8
9.5
8.7
8.4
8.4
 
则从反应开始到20min时,以CO表示的平均反应速率=      ,该温度下平衡常数K=     ,若升高温度则K值      (填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是       
A.2v(H2)=v(CH3OH)
B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器中气体的压强保持不变
D.单位时间内生成nmolCO的同时生成2nmolH2
(Ⅱ)回答下列问题:
(1)体积均为100ml pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则Ka(HX) ______ Ka(CH3COOH)(填>、<或=)

(2)25℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中C(CH3COO?)-c(Na+)=____________mol·L-1(填精确值)。

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