(13分)动手实践:某同学做同周期元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(见下表,表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
| 实验步骤 | 实验现象 |
| ①将镁条用砂纸打磨后,放入试管中,加入少量水后,加热至水沸腾;再向溶液中滴加酚酞溶液 | A.浮在水面上,熔成小球,四处游动,发出“嘶嘶”声,随之消失,溶液变成红色。 |
| ②向新制得的Na2S溶液中满加新制的氯水 | B.有气体产生,溶液变成浅红色 |
| ③将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中 | C.剧烈反应,迅速产生大量无色气体. |
| ④将镁条投入稀盐酸中 | D.反应不十分剧烈;产生无色气体。 |
| ⑤将铝条投入稀盐酸中 | E.生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失 |
| ⑥向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 | F.生成淡黄色沉锭。 |
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的:研究 性质递变规律。
(2)实验用品:试剂:金属钠,镁条,铝条,稀盐酸,新制氯水,新制Na2S溶液,AlC13溶液,NaOH溶液,酚酞溶液等。
仪器:① ,② ,烧杯,试管夹,胶头滴管,镊子,小刀,玻璃片,砂纸,火柴等。
(3)实验内容:(填写与实验步骤对应的实验现象的编号)(各1分)
| 实验内容 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ |
| 实验现象(填A~F) |
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步骤①的化学方程式: ,
步骤⑥的离子方程式 ,
此实验的结论: 。
(8分)通常人们把拆开1mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可用于估算化学反应的反应热(△H)。
| 化学键 | Cl-Cl | H—H | H—Cl | N≡N |
| 键能/kJ·mol | 243 | 436 | 431 | 946 |
(1)按要求完成填空
a 2HCl(g) = H2(g)+Cl2(g);△H=
b N2 (g)+3H2(g) = 2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol,则N—H键的键能是 kJ·mol
(2) 1 mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图如下,请写出NO2和CO反应的热化学方程式
(3) 已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g)+ 4H2O(g) ΔH1
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH3
则CH3OH(l)+O2(g)=CO(g) + 2H2O(l);ΔH =
(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)
(4) 已知:2Al (s)+ 3/2O2(g)==Al2O3(s) △H= -1 644.3 kJ• mol-1
2Fe (s) +3/2O2(g)==Fe2O3(s) △H= -815.88 kJ• mol-1
试写出铝粉与氧化铁粉末发生铝热反应的热化学方程式__________________ __________。
(19分)工业上一般在恒容密闭容器中用H2和CO生产燃料甲醇,反应方程式为
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H
(1)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
| 温度 | 250°C | 300°C | 350°C |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①由表中数据判断△H 0(填“>”、“=”或“<“)
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为 ,此时的温度为 。
(2)在100℃ 压强为0.1 MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇,达平衡时CO的转化率为50%,则100℃该反应的的平衡常数K= (用含a、V的代数式表示并化简至最简单的形式)。此时保持温度容积不变,再向容器中充入a mol CH3OH(g),平衡___ __(向正反应方向、向逆反应方向)移动,再次达到新平衡时,CO的体积分数 。(减小、增大、不变)
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是 。
A.升温 B.加入催化剂 C.增加CO的浓度
D.恒容充入H2 E.恒压充入惰性气体 F.分离出甲醇
(4)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同) 。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(5)300°C,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡的有关数据如下:
| 容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
| 反应物投入量 | 1molCO、2moL H2 | 1molCH3OH | 2molCH3OH | |
| 平 衡 时 的 数 据 | CH3OH浓度(mol/L) | c1 | c2 | c3 |
| 反应的能量变化 | akJ | bkJ | ckJ | |
| 体系压强(Pa) | p1 | p2 | p3 | |
| 反应物转化率 | α1 | α2 | α3 |
请选择正确的序号填空(不定项选择)
① c1、c2、c3的关系表达正确的为______
A c3>2c1 B c1<c3<2c1 C c1=c2
②p1、p2、p3的关系不正确的为________
A p1=p2 B p2<p3<2p2 C p3>2p2
③ a1、a2、a3的关系表达不正确的为________
A a1=a2 B a3< a2 C a1+a2=1