题目
题型:不详难度:来源:
| 钾 | 钠 | Na2CO3 | 金刚石 | 石墨 |
熔点(℃) | 63.65 | 97.8 | 851 | 3550 | 3850 |
沸点(℃) | 774 | 882.9 | 1850(分解产生CO2) | ---- | 4250 |
金属钠和CO2在常压、890℃发生如下反应:
4 Na(g)+ 3CO2(g)2 Na2CO3(l)+ C(s,金刚石) △H=-1080.9kJ/mol
(1)上述反应的平衡常数表达式为 ;若4v正(Na)=3v逆(CO2),反应是否达到平衡 (选填“是”或“否”)。
(2)若反应在10L密闭容器、常压下进行,温度由890℃升高到1680℃,若反应时间为10min, 金属钠的物质的量减少了0.20mol,则10min里CO2的平均反应速率为 。
(3)高压下有利于金刚石的制备,理由是 。
(4)由CO2(g)+4Na(g)=2Na2O(s)+C(s,金刚石) △H=-357.5kJ/mol;则Na2O固体与C(金刚石)反应得到Na(g)和液态Na2CO3(l)的热化学方程式 。
(5)下图开关K接M时,石墨作 极,电极反应式为 。K接N一段时间后测得有0.3mol电子转移,作出y随x变化的图象〖x—代表n(H2O)消耗,y—代表n[Al(OH)3],反应物足量,标明有关数据〗
答案
(1) K=1/c4(Na) c3(CO2)(2分)(指数错误或出现固体或液体表示浓度的0分,浓度c大小写不扣分);
否(2分)
(2)0.0015 mol/(L ·min)或0.0005 mol/(L ·min)或0.0015 mol/(L ·min)—0.0005 mol/(L ·min)间任意数值即可得满分(2分);单位错误或没写扣1分。
(3)增大压强,平衡向正反应方向(体积缩小的方向,生成金刚石的方向)移动(2分);(写“反应”移动不扣分)。
(4)6Na2O(s)+2C(s,金刚石)=8Na(g)+2Na2CO3(l) △H=—8.4kJ/mol或3Na2O(s)+ C(s,金刚石)=4Na(g)+Na2CO3(l) △H=—4.2kJ/mol(2分)(方程式错误0分;状态和焓变单位错1或全错都只扣1分;系数减半满分;与系数匹配的焓变数值有误扣1分。)
(5)正(2分);O2+2H2O+4e- =4OH-(2分)(电极反应式错或未配平0分);
(2分)
(线段不出头不扣分;未标数值或标注错误扣1分,直线画为曲线0分)
解析
试题分析:(1)固体、纯液体的浓度是常数,因此不能写入平衡常数表达式,则K=;不同物质表示的正反应速率和逆反应之比等于化学方程式中对应的系数之比,说明该反应已经达到平衡,即=,所以3v正(Na)=4v逆(CO2)才能说明该反应达到平衡,而4v正(Na)=3v逆(CO2)不能说明反应达到平衡;(2)碳酸钠的分解温度为1850℃,则1680℃时容器中仍发生的反应为4 Na(g)+3CO2(g)2 Na2CO3(l)+ C(s,金刚石),先根据定义式求v(Na),再根据速率之比等于化学方程式中的系数之比求v(CO2),即v(Na)====0.0020mol/(L•min),由于=,v(CO2)="3" v(Na)/4=0.0015mol/(L•min),注意保留两位有效数字;(3)4 Na(g)+3CO2(g)2 Na2CO3(l)+ C(s,金刚石)的正反应是气体体积减小的方向,增大压强增大两反应物浓度时,不仅反应速率加快,而且平衡向正反应方向移动,使金刚石的制备不仅速率快而且产量多;(4)将已知两个热化学方程式编号为①②,①—②×3可以约去3 CO2(g),根据盖斯定律,则6Na2O(s)+2C(s,金刚石)=8Na(g)+2Na2CO3(l) △H=—8.4kJ/mol,若系数减半,则焓变也减半,则3Na2O(s)+ C(s,金刚石)=4Na(g)+Na2CO3(l) △H=—4.2kJ/mol;(5)若K接M,则该装置为原电池,模拟铝的吸氧腐蚀,由于铝比石墨活泼,则铝是负极,石墨是正极,负极反应式为Al—3e—=Al3+,正极反应式为O2+4e—+2H2O=4OH—;若K接N,该装置变为电解池,则铝是阳极,石墨是阴极,溶液中的氢离子和钠离子移向阴极,阴极反应式为2H++2e—=H2↑或2H2O+2e—=H2↑+2OH—,阳极反应式为Al—3e—=Al3+,则电解总反应式为2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑~6e—,若转移0.3mol电子,则被消耗的水为0.3mol;由于该反应中氢氧化铝与水的系数之比等于物质的量之比,则=,即y=x/3;然后在坐标纸上用描点法画图,若x=0,则y=0;x=0.3,则y=0.1,将两点连线即可画图。
核心考点
试题【以下是一些物质的熔沸点数据(常压): 钾钠Na2CO3金刚石石墨熔点(℃)63.6597.885135503850沸点(℃)774882.91850(分解产生C】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)一定温度下,在体积固定的密闭容器中发生上述反应,可以判断该反应已经达到平衡的是 。
A.密闭容器中总压强不变 |
B.密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变 |
C.密闭容器中混合气体的密度不变 |
D.c(CO)= c(CO2) |
(2)一定温度下,上述反应的化学平衡常数为3.0,该温度下将4molCO、2molFe2O3、6molCO2、5molFe加入容积为2L的密闭容器中,此时反应将向 反应方向进行(填“正”或“逆”或“处于平衡状态”);反应达平衡后,若升高温度,CO与CO2的体积比增大,则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”) 。
(3)已知:3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g) △H="–47" kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) △H=" +19" kJ/mol
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) △H="–11" kJ/mol
则Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的△H= 。
(4)上述总反应在高炉中大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表:
温度 | 250℃ ~ 600℃ ~ 1000℃ ~ 2000℃ |
主要成分 | Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe |
800℃时固体物质的主要成分为 ,该温度下若测得固体混合物中m(Fe)︰m(O)=105︰32,则Fe3O4被CO还原为FeO的百分率为 (设其它固体杂质中不含Fe、O元素)。
(1)反应开始3min内,H2的平均反应速率为 。
(2)计算该条件下合成氨反应的化学平衡常数(写出计算过程,结果保留2位有效数字)。
(3)仅改变温度为T2 ( T2小于TI)再进行实验,请在答题卡框图中画出H2的物质的量随
反应时间变化的预期结果示意图。
(4)在以煤为主要原料的合成氨工业中,原料气氢气常用下述方法获得:
写出上述CO与H2O(g)反应的热化学方程式: 。
(5)合成氨工业中,原料气(N2、H2混有少量CO、NH3)在进入合成塔之前,用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收CO其反应为:CH3COO[Cu(NH3)2]+CO+NH3CH3COO[Cu(NH3)3]•CO △H<0。写出提高CO吸收率的其中一项措施: 。
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如下图所示。
反应①②③为_________反应(填“吸热”或“放热”)。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为__________________。
① ② ③
(2)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。
①某温度下,向容积为10L的密闭容器中通入2mol NH3和1molCO2,反应达到平衡时CO2的转化率为50%。该反应的化学平衡常数表达式为K=___________。该温度下平衡常数K的计算结果为____________。
②为进一步提高CO2的平衡转化率,下列措施中能达到目的的是_____________
A.提高NH3的浓度 | B.增大压强 |
C.及时转移生成的尿素 | D.使用更高效的催化剂 |
2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) △H
(1)已知2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) △H1=—566kJ•mol—1
S(l) +O2(g)= SO2(g) △H2=—296kJ•mol—1
则反应热ΔH= kJ•mol-1。
(2)其他条件相同、催化剂不同时,SO2的转化率随反应温度的变化如图a。260℃时 (填Fe2O3、NiO或Cr2O3)作催化剂反应速率最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高,不考虑价格因素,选择Fe2O3的主要优点是 。
(3)科研小组在380℃、Fe2O3作催化剂时,研究了不同投料比[n(CO)∶n(SO2)]对SO2转化率的影响,结果如图b。请在答题卡坐标图中画出n(CO)∶n(SO2)="2∶1" 时,SO2转化率的预期变化曲线。
(4)工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某温度下用1.0mol•L-1 Na2SO3溶液吸收纯净的SO2,当溶液中c(SO32-)降至0.2mol•L-1时,吸收能力显著下降,应更换吸收剂。
①此时溶液中c(HSO3-)约为______mol•L-1;
②此时溶液pH=______。(已知该温度下SO32—+H+HSO3—的平衡常数K="8.0" × 106 L•mol-1,计算时SO2、H2SO3的浓度忽略不计)
(1)在反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的混合体系中,SO3的百分含量和温度的关系如下图(曲线上任何一点都表示平衡状态):
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H 0(填“>”或“<”);若在恒温、恒压时,向该平衡体系中通入氦气平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”);
②当温度为T1,反应进行到状态D时,V正 V逆(填“>”、“<”或“=”)。
(2)①下图是一定条件下,N2和H2发生可逆反应生成1mol NH3的能量变化图,该反应的热化学反应方程式 。(△H用含Q1、Q2的代数式表示)
②25°C时,将a mol • L―1的氨水与b mol • L―1的盐酸等体积混合,所得溶液的pH=7,则c (NH4+) c(Cl―),a b(填“>”、“<”或“=”);
(3)海水中含有大量以化合态形式存在的氯、碘元素。已知:250C时,Ksp(AgCl)=1.6×10―10mol2•L―2、Ksp(AgI)=1.5×10―16mol2•L―2。
在 250C时,向 10mL0.002mol•L―1的 NaCl溶液中滴入 10mL0.002mol•L―1AgNO3溶液,有白色沉淀生成,向所得浊液中继续滴人0.1mol •L―1的NaI溶液,白色沉淀逐渐转化为黄色沉淀,其原因是 ,该反应的离子方程式 。
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