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7.1mol钠、镁、铝分别与100毫升2mol/L的盐酸溶液反应,产生气体的物质的量分别为多少?

分析 发生反应的方程式为:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑、2Na+2HCl=2NaCl+H2↑,根据n=cV计算出氯化氢的物质的量,无论盐酸是否足量,1mol钠会完全反应;而镁和铝不与水反应,需要判断过量情况,然后计算出生成氢气的物质的量.

解答 解:由于钠能够与水反应,则1mol钠完全反应失去1mol电子,根据电子守恒生成氢气的物质的量为:$\frac{1mol}{2}$=0.5mol;
100毫升2mol/L的盐酸溶液中含有HCl的物质的量为:2mol/L×0.1L=0.2mol,
根据反应Mg+2HCl=MgCl2+H2↑可知,1molMg完全反应需要消耗2molHCl,则盐酸不足,生成氢气的物质的量为:$\frac{0.2mol}{2}$=0.1mol;
根据反应2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑可知,1mol铝完全反应消耗3molHCl,则盐酸不足,生成氢气的物质的量为:$\frac{0.2mol}{2}$=0.1mol,
答:1mol钠、镁、铝分别与100毫升2mol/L的盐酸溶液反应生成氢气的物质的量分别为0.5mol、0.1mol、0.1mol.

点评 本题考查了化学方程式的有关计算,题目难度不大,明确发生反应的实质为解答关键,注意金属钠能够与水反应,为易错点,试题培养了学生的化学计算能力.

练习册系列答案
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7.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:CH2CH3(g)$\stackrel{催化剂}{?}$CH=CH2(g)+H2(g)
(1)已知
化学键C-HC-CC=CH-H
键能/kJ•molˉ1412348612436
计算上述反应的△H=+124 kJ•mol-1
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应.已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数K=$\frac{n{α}^{2}}{(1-{α}^{2})V}$(用α等符号表示).
(3)工业上,通常在乙苯蒸汽中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1:9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应.在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实正反应为气体分子数增大的反应,保持压强不变,加入水蒸气,容器体积应增大,等效为降低压强,平衡向正反应方向移动.
②控制反应温度为600℃的理由是600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高,温度过低,反应速率较慢,转化率较低,温度过高,选择性下降,高温下可能失催化剂失去活性,且消耗能量较大.
(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺----乙苯-二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯.保持常压和原料气比例不变,与掺水蒸汽工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操作温度;该工艺中还能够发生反应:CO2+H2=CO+H2O,CO2+C=2CO.新工艺的特点有①②③④(填编号).
①CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
②不用高温水蒸气,可降低能量消耗
③有利于减少积炭
④有利用CO2资源利用.

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