化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。
I.氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图实验(图中所用电极均为惰性电极):![]()
(1)对于氢氧燃料电池中,下列表达不正确的是________
| A.a电极是负极,OH-移向正极 |
| B.b电极的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH- |
| C.电池总反应式为:2H2+O2 |
| D.电解质溶液的pH保持不变 |
(2)上图装置中盛有100mL、0.1mol·L—1AgNO3溶液,当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL(标准状况下)时,则此时上图装置中溶液的pH=________(溶液体积变化忽略不计)
II.氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是:
N2(g)+3H2(g)
(1)下列事实中,不能说明上述可逆反应已达到平衡的是________
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成n mol N—H的同时生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1︰3︰2
④N2、H2、NH3的体积分数不再改变
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
(2)已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行,测得如下数据:
| 时间(h) 物质的量(mol) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| N2 | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 |
| H2 | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 |
| NH3 | 0 | 0.20 | n2 | 1.00 | 1.00 |
根据表中数据计算:
反应进行到2小时时放出的热量为________
0~1小时内N2的平均反应速率________mol·L-1·h-1;
③此条件下该反应的化学平衡常数K=________(保留两位小数)
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol,化学平衡将向________ 方向移动(填“正反应”或“逆反应”、“不移动”)。
铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)一定条件下,Fe与CO2可发生反应:
2Fe(s)+3CO2(g)
Fe2O3(s)+3CO(g)
该反应的平衡常数(K ) 随温度(T ) 升高而增大。
①该反应的平衡常数K=______。(填表达式)
②下列措施中,能使平衡时c(CO)/c(CO2) 增大的是 (填标号)。
| A.升高温度 | B.增大压强 |
| C.充入一定量CO | D.再加一些铁粉 |
(3)图2装置中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液,乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO4溶液。反应一段时间后,停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液,观察到石墨电极附近首先变红。
① 电源的M端为 极,甲烧杯中铁电极的电极反应为 。
② 乙烧杯中电解反应的化学方程式为 。
③ 停止电解,取出Cu电极,洗涤、干燥、称量、电极增重 0.64 g,甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为 mL 。
在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g),在一定温度进行如下反应应:
A(g)
B(g)+C(g) △H ="+85.1" kJ· mol-1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
| 时间t/h | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 20 | 25 | 30 |
| 总压强p/100kPa | 4.91 | 5.58 | 6.32 | 7.31 | 8.54 | 9.50 | 9.52 | 9.53 | 9.53 |
回答下列问题:
(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为 。
(2)由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为 。
平衡时A的转化率为 ,列式并计算反应的平衡常数K 。
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),
n总= mol,n(A)= mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算a=
| 反应时间t/h | 0 | 4 | 8 | 16 |
| c(A)/(mol·L-1) | 0.10 | a | 0.026 | 0.0065 |
某学生为了探究锌与盐酸反应过程中速率变化。在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,标准状况下测得数据累计值如下:
| 时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 氢气体积(mL) | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
(1)在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min时间段中,反应速率最大的时间段是 ,
原因为 ;反应速率最小的时间段是 ,
原因为 。(2)在2~3min时间段内,用盐酸的浓度变化表示的反应速率为 。
(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,在盐酸中分别加入等体积的下列溶液:A .蒸馏水 B .Na2SO4溶液 C. NaNO3溶液 D. CuSO4溶液 E. Na2CO3 溶液, 你认为可行的是 。