题目内容

(混合物平均摩尔质量通常可表示为:
.
M
=
m(总)
n(总)
,用此概念可以讨论许多化学问题:
(1)相同条件下,潮湿空气的密度
 
(选填“>”、“<”或“=”)干燥空气的密度,理由是
 

(2)在一定条件下的密闭容器中,以碳和水蒸气为反应物,发生反应:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);达到平衡后保持温度不变并加压,则
.
M
(混合气)将
 
(填写“变大”、“变小”或“不变”);
(3)以物质的量之比为1:2相混合的Na2SO3和K2SO3的混合物共a g,与足量盐酸反应生成的SO2物质的量n(SO2)=
 
mol(用含a的代数式表示).
考点:物质的量的相关计算,化学方程式的有关计算
专题:计算题
分析:(1)水的密度比空气小,潮湿的空气密度较干燥的小;
(2)达到平衡后保持温度不变并加压,平衡向逆向移动;
(3)根据质量和物质的量的关系列式计算.
解答: 解:(1)由题意知,潮湿空气与干燥空气相比显然潮湿空气比干燥空气的含水量大,而空气的平均式量是29g/mol,水的式量是18g/mol,因此,潮湿空气的式量必定小于29g/mol,即有潮湿空气的密度小于干燥空气的密度,
故答案为:<; 因为
.
M
(空气)=29g/mol,M(H2O)=18g/mol,则
.
M
(总)必小于29g/mol;
(2)原平衡时,混合气体可看成是H2O(g)、CO(g)和H2(g)两部分组成,而 CO(g)与H2(g)的物质的量一定相等,这一部分气体的平均式量为15g/mol,整个混合气体的平均式量位于15g/mol~18g/mol之间.在题设条件下,增大压强,平衡将向逆方向移动,H2O(g)的物质的量的含量增大,故混合气体的平均式量增大,
故答案为:变大;
(3)假设Na2SO3为x mol,则K2SO3为2xmol,由题意有:
126x+158×2x=a g
x=
a
442
mol,
则:n(SO2)=
3a
442
mol,
故答案为:
3a
442
点评:本题考查较为综合,涉及化学方程式的计算以及化学平衡的移动等问题,为高频考点,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意把握平衡移动的影响因素,难度中等.
练习册系列答案
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运用化学反应原理分析解答以下问题.
(1)以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:

已知:CH4 (g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2 (g)△H1═+247.4kJ?mol-1
CH4 (g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H2+165.0kJ?mol-1
①CH4(g)与H2O (g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为
 

②反应室3(容积为VL)中a mol CO与2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示,则:P1
 
P2(填“<”、“>”或“=”).在P1压强下,100℃时,反应:CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)的平衡常数为
 
.(用含a、V的代数式表示).
③保持温度和容积一定,反应室3再增加a mol CO与2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率
 
.(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)甲醇是新能源电池的燃料,但它对水质会造成一定的污染.有一种电化学法可消除这种污染.其原理是:2滴甲醇,1mL 1.0mol?L-1硫酸,4mL 0.1mol?L-1硫酸钴(CoSO4)混合溶液,插上两根惰性电极,通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用如图2装置模拟上述过程:

①检验电解时产生的CO2气体,井穴板穴孔内应盛放
 
溶液.
②写出净化甲醇的离子方程式
 

(3)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图3所示(A、B为多孔性石墨棒).持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL.
①0<V≤44.8L时,电池负极电极反应为:
 

②V=67.2L时,溶液中离子浓度大小关系为
 

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