丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活.已知:①2C3H8(g)+7O2(g)═6CO(g)+8H2O (l
题型:石景山区一模难度:来源:
丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活. 已知:①2C3H8(g)+7O2(g)═6CO(g)+8H2O (l)△H1=-2741.8kJ/mol ②2CO (g)+O2(g)═2CO2(g)△H2=-566kJ/mol (1)反应C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O (l) 的△H=______. (2)现有1mol C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成1mol CO和2mol CO2以及气态水,将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:CO(g)+H2O (g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=+41.2kJ/mol ①下列事实能说明该反应达到平衡的是______. a.体系中的压强不发生变化 b.v 正(H2)=v 逆(CO) c.混合气体的平均相对分子质量不发生变化 d.CO2的浓度不再发生变化 ②5min后体系达到平衡,经测定,H2为0.8mol,则v(H2)=______. ③向平衡体系中充入少量CO则平衡常数______(填“增大”、“减小”或“不变”). (3)依据(1)中的反应可以设计一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丙烷气体;燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在其内部可以传导O2-.在电池内部O2-由______极移向______极(填“正”或“负”);电池的负极电极反应式为______. (4)用上述燃料电池和惰性电极电解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液.电解开始后阴极的现象为______. |
答案
(1)已知:①2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l)△H1=-2741.8kJ/mol ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ/mol 根据盖斯定律,①+②×3得2C3H8(g)+10O2(g)=6CO2(g)+8H2O(l),△H3=-2741.8kJ/mol+(-566kJ/mol )×3=-4439.8kJ/mol, 即C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2219.9kJ/mol, 故答案为:-2219.9kJ/mol; (2))①a.由反应可知,反应前后的压强始终不变,则体系中的压强不发生变化,不能判断平衡,故a错误; b.v正(H2)=v正(CO),只能说明正反应速率的关系,无法确定正逆反应速率的关系,故b错误; c.因体积不变,气体的总质量不变,所以混合气体的密度始终不变,不发生变化,不能判断平衡,故c错误; d.CO2的浓度不再发生变化,由平衡的特征“定”可知,则化学反应达到平衡,故d正确; 故答案为:d; ②5min后达到平衡,H2为0.8mol,则v(H2)==0.16mol/(L•min),故答案为:0.16mol/(L•min); ③因平衡常数与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故答案为:不变; (3)原电池内部阴离子向由正极向负极移动,所以电池内部O2-由正极移向负极;原电池负极放出氧化反应,丙烷在负极放电,与O2-结合生成二氧化碳与水,电极反应式为C3H8+10O2--20e-=3CO2+4H2O, 故答案为:正、负;C3H8+10O2--20e-=3CO2+4H2O. (4)电解池阴极发生还原反应,阳离子在阴极放电,水在阴极放电,电极反应式为2H2O-2e-=H2↑+2OH-,同时反应反应Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,故电解开始后阴极的现象为:有无色气体生成,有白色沉淀生成, 故答案为:有无色气体生成,有白色沉淀生成. |
举一反三
科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究. (1)目前合成氨的技术原理为:(g)+3H2(g)⇌2NH3(g);△H=-92.4kJ/molN2 该反应的能量变化如图1所示. ①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是:______.(填“增大”、“减小”或“不变”). ②将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,测得N2为0.1mol,H2为0.3mol,NH3为0.1mol.该条件下H2的转化率为______. ③欲提高②容器中H2的转化率,下列措施可行的是______. A.向容器中按原比例再充入原料气 B.向容器中再充入惰性气体 C.改变反应的催化剂 D.液化生成物分离出氨 (2)1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传导H+),从而实现了高转化率的电解法合成氨.其实验装置如图2所示.阴极的电极反应式为______. (3)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常 压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生下列反应:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g);△H=a kJ/mol 进一步研究NH3生成量与温度关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K | 303 | 313 | 323 | NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 一定条件下,用甲烷可以消除氮氧化物(N8了)的污染.已知: ①CH4(g)+4N82(g)=4N8(g)+C82 (g)+2H28(g)△Hb=-5下4kJ•m8l-b ②CH4(g)+4N8(g)=2N2(g)+C82(g)+2H28(g)△H2=-bb60kJ•m8l-b 下列选项正确的是( )A.CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ•mol-1 | B.CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)的反应热为△H3,则△H3>△H1 | C.若用0.2molCH4还原NO2至N2,则反应中放出的热量一定为173.4kJ | D.若用标准状况下2.24LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子为1.6mol |
| 氨在国民经济中占有重要的地位. (1)生成氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气. C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g);△H=+131.3kJ/mol;△S=+133.7J/(mol⋅K).该反应在较低温度下能否自发进行______(填“能”或“不能”) (2)已知在400°C时,2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g);△H>0的K=2. ①400°C时,N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的K=______(填数值) ②400°C时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时v(NH3)正______v(NH3)逆(填“大于”、“小于”、“等于”、“不确定”) (3)体积相同的甲、乙两个容器中,分别充入等物质的量的氮气和氢气,在相同温度下发生反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)并达到平衡,在这一过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,则甲容器中氮气的转化率______乙容器中氮气的转化率(填“大于”、“小于”或“等于”) (4)已知:1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g);△H=-46.0kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ/mol 1/2N2(g)+O2(g)=NO2(g);△H=+33.9kJ/mol H2O(l)=H2Og);△H=+44kJ/mol则氨气燃烧热的热化学方程式为______. | 丙烷(C3H8)在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活. 已知:①2C3H8(g)+7O2(g)═6CO(g)+8H2O,△H1=-2741.8kJ/mol ②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g),△H2=-566kJ/mol (1)反应C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O 的△H= . (2)现有1mol C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成1mol CO和2mol CO2以及气态水,将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),△H=+41.2kJ/mol ①下列事实能说明该反应达到平衡的是 . a.体系中的压强不发生变化 b.v正(H2)=v正(CO) c.混合气体的密度不再发生变化 d.CO2的浓度不再发生变化 ②向平衡体系中充入少量CO则平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”). ③若该反应达到平衡后,升高温度,则上述平衡向 反应方向移动(填“正”或“逆”). | 汽车内燃机工作时产生的高温会引起N2和O2发生反应生成NO气体,是导致汽车尾气中含有NO的原因之一. (1)如图表示在T1、T2两种不同温度下,一定量的NO发生反应:2NO(g)⇌N2(g)+O2(g).反应过程中N2的体积分数随时间变化的图象.升高温度,该反应的平衡常数K将______(填“增大”、“减小”或“不变”). (2)2000℃时,向容积为2L的密闭容器中充入10mol N2与5mol O2,达到平衡后NO的物质的量为2mol,则2000℃时该反应的平衡常数K的数值为______.该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1mol,则达到平衡后N2的转化率为______. (3)研究发现,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.例如: CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ•mol-1 CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160kJ•mol-1 若1mol CH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为______kJ. |
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