Question

按要求完成下列填空
Ⅰ．已知：①2C₃H₈（g）+7O₂（g）=6CO（g）+8H₂O（l）△H=-2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol
（1）反应C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）的△H=

 

（2）C₃H₈在不足量的氧气里燃烧，生成CO和CO₂以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＞0
①下列事实能说明该反应达到平衡的是

 

a．体系中的压强不发生变化                  
b．υ_正（H₂）=υ_逆（CO）
c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化    
d．CO₂的浓度不再发生变化
②在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2.4mol?L^-1； 达到平衡后，CO的转化率为60%，该反应在此温度下的平衡常数是

 

；
（3）熔融碳酸盐燃料电池的电解质为Li₂CO₃和 Na₂CO₃的混合物，燃料为CO，在工作过程中，电解质熔融液的组成、浓度都不变，写出负极发生的电极反应式

 

．
Ⅱ．氮化硅（Si₃N₄）是一种新型陶瓷材料，它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得：

 

SiO₂+

 

C+

 

N₂

高温  .

 

Si₃N₄+

 

CO  根据题意完成下列各题：
（1）配平上述化学反应方程式．

 

SiO₂+

 

C+

 

N₂

高温  .

 

Si₃N₄+

 

CO
（2）为了保证石英和焦炭尽可能的转化，氮气要适当过量．某次反应用了30mol氮气，反应生成了5mol一氧化碳，则此时混合气体的平均摩尔质量是

 

．
（3）氮化硅陶瓷的机械强度高，硬度接近于刚玉（A1₂O₃），热稳定性好，化学性质稳定．以下用途正确的是

 

．
A．可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备
B．在电子工业上制成耐高温的电的良导体
C．研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机
D．氮化硅陶瓷的开发受到资源的限制，没有发展前途．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,氧化还原反应方程式的配平,原电池和电解池的工作原理,化学平衡状态的判断,两性氧化物和两性氢氧化物

专题：

分析：I、（1）根据盖斯定律来计算丙烷完全燃烧的反应热；
（2）①利用平衡的特征“等”、“定”及由此衍生的一些量来分析；
②根据CO的转化率计算CO的浓度变化量，利用三段式计算各组分的浓度变化量、平衡时各组分的浓度，将平衡浓度代入平衡常数表达式计算该反应的平衡常数；
（3）由于保持电解质熔融液的组成、浓度都不变，而在负极上放电的是CO，故应为CO失电子结合CO₃^2-生成CO₂；
II、（1）由产物CO可知，SiO₂与C化学计量数之比为1：2 由产物Si₃N₄可知SiO₂与N₂化学计量数之比为3：4，所以SiO₂、C、N₂化学计量数之比为3：6：4，令SiO₂的化学计量数为3，结合元素守恒可知Si₃N₄、CO化学计量数分别为1、6；
（2）N₂与CO的相对分子质量都是28，混合气体的平均相对分子质量不变；
（3）由信息可知，氮化硅机械强度高，硬度大，热稳定性好，化学性质稳定，氮化硅属于原子晶体，不是电的良导体，制备氮化硅的资源丰富，自然界中有大量的氮气与二氧化硅，具有广阔的发展前景．

解答： 解：I、（1）由①2C₃H₈（g）+7O₂ （g）=6CO （g）+8H₂O△H₁=-2741.8kJ/mol，
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂ （g）△H₂=-566kJ/mol，
根据盖斯定律可知，

①+②×3

2

可得C₃H₈（g）+5O₂ （g）=3CO₂ （g）+4H₂O，
其反应热为

(-2741.8KJ/mol)+(-566KJ/mol)×3

2

=-2219.9KJ/mol，
故答案为：-2219.9KJ/mol；
（2）①a．由反应可知，反应前后的压强始终不变，则体系中的压强不发生变化，不能判断平衡，故a错误；                   
b．v_正（H₂）=v_逆（CO），说明一氧化碳正逆反应速率相同，说明反应达到平衡状态，故b正确；
c．因体积不变，气体的总质量不变，所以平均相对分子质量始终不变，不发生变化，不能判断平衡，故c错误；               
d．CO₂的浓度不再发生变化，由平衡的特征“定”可知，则化学反应达到平衡，故d正确；
故答案为：bd；
②达到平衡后，CO的转化率为60%，则CO的浓度变化量=1mol/L×60%=0.6mol/L，则；
            CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
开始（mol/L）：1       2.4        0       0
变化（mol/L）：0.6     0.6        0.6    0.6
平衡（mol/L）：0.4     1.8        0.6     0.6
平衡常数k=

0.6×0.6

0.4×1.8

=0.5，
故答案为：0.5；
（3）由于保持电解质熔融液的组成、浓度都不变，而在负极上放电的是CO，故应为CO失电子结合CO₃^2-生成CO₂：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂，故答案为：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂；
II、（1）由产物CO可知，SiO₂与C化学计量数之比为1：2 由产物Si₃N₄可知SiO₂与N₂化学计量数之比为3：2，所以SiO₂、C、N₂化学计量数之比为3：6：2，令SiO₂的化学计量数为3，C、N₂化学计量数分别为6、2，结合元素守恒可知Si₃N₄、CO化学计量数分别为1、6，配平后方程式为3SiO₂+6C+2N₂

高温  .

 Si₃N₄+6CO，
故答案为：3；6；2；1；6；
 （2）N₂与CO的相对分子质量都是28，所以混合气体的平均相对分子质量为28，则此时混合气体的平均摩尔质量是28g/mol，
故答案为：28g/mol； 
（3）A．氮化硅热稳定性好，可以用于热工设备，故A正确；
B．氮化硅属于原子晶体，不是电的良导体，故B错误；
C．氮化硅机械强度高，硬度大，可以替代同类型金属发动机，故C正确；
D．制备氮化硅的资源丰富，具有广阔的发展前景，故D错误；
故选：AC．

点评：本题主要考查了氧化还原反应配平、氮化硅的性质和用途等知识，注意掌握氧化还原反应化学方程式常用的配平方法，题目难度中等．