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(1)目前,“低碳经济”备受关注,CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题.向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得纳米级碳酸钙(粒子直径在1?10nm之间).判断产品中是否含有纳米级碳酸钙的简单实验方法为
 

(2)一定条件下,C(s)和H2O(g)反应,能生成CO2(g)和H2(g).将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器中,发生反应:C(s)+2H2O(g)?CO2(g)+2H2(g),其相关数据如下表所示:
容器 容积/L 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
C(g) H2O(g) H2(g)
2 T1 2 4 3.2 8
1 T2 1 2 1.2 3
①T10C时,该反应的平衡常数K=
 

②乙容器中,从开始达到化学平衡时,以v(H2O)表示的速率为
 

(3)臭氧是常见的氧化剂,广泛用于水处理系统.制取臭氧的方法有多种,其中高压放电法和电解纯水法的原理如图1所示,请回答下列问题:
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①高压放电法中,发生反应3O2(g)?2O3(g)△H=+144.8KJ.mol-1,t℃时K=3.33×10-77,下列说法正确的是
 
(填序号).
A.O3转化为O2的反应是放热反应
B.t0C时反应2O3(g)3O2(g)的平衡常数K≈3×1076
C.O3转化为O2的能量变化曲线如图2所示
②电解法中,电极b周围发生的电极反应有
 
 
;电解时,H+由电极
 
经聚合固体电解质膜流向电极
 
(填“a”或“b”).
分析:(1)鉴别胶体的常用方法为丁达尔效应;
(2)①利用三段式求出平衡时的浓度,再根据K的表达式计算;
②先求出参加反应的水的量,再根据速率的求算公式v=
△c
△t
计算;
(3)①A.根据题干中的热化学方程式判断,当方程反写时,反应热的符号相反;
B.可逆反应中正逆反应的平衡常数互为倒数关系;
C.图象错误,图中箭头表示的是逆反应的活化能,不表示反应热;
②由图可知电极b周围水失电子生成氧气和臭氧;电解时在a极生成氢气.
解答:解:(1)向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得纳米级碳酸钙,纳米级碳酸钙具有胶体的性质,而鉴别胶体的常用方法为丁达尔效应,所以要判断产品中是否含有纳米级碳酸钙的简单实验方法为丁达尔效应,故答案为:丁达尔效应;
(2)①设转化的C的物质的量为xmol
               C(s)+2H2O(g)?CO2(g)+2H2(g)
起始量(mol):2       4         0       0
转化量(mol):x       2x        x       2x
平衡量(mol):2-x      4-2x      x       2x
已知平衡时氢气为3.2mol,即2x=3.2,所以x=1.6,则平衡时的浓度分别为:c(H2O)=0.4mol/L,c(CO2)=0.8mol/L,c(H2)=1.6mol/L,
所以K=
c(CO2)?c2(H2)
c(H2O)
=
0.8×1.62
0.42
=12.8;
故答案为:12.8;
②设转化的H2O的物质的量为xmol
               C(s)+2H2O(g)?CO2(g)+2H2(g)
起始量(mol):1        2         0        0
转化量(mol):
x
2
       x          
x
2
       x
平衡量(mol):1-
x
2
     2-x        
x
2
       x
已知平衡时氢气为1.2mol,即x=1.2  所以△c(H2O)=
n
V
=
1.2
1
mol/L=1.2 mol/L,则  v=
△c
△t
=
1.2 mol/L
3min
=0.4mol.L-1.min-1
故答案为:0.4mol.L-1.min-1
(3)①A.3O2(g)?2O3(g)△H=+144.8KJ.mol-1,当方程反写时,反应热的符号相反,所以2O3(g)?3O2(g)△H=-144.8KJ.mol-1,即O3转化为O2的反应是放热反应,故A正确;
B.可逆反应中正逆反应的平衡常数互为倒数关系,已知2O3(g)?3O2(g)该反应的K=3.33×10-77,所以O3转化为O2的平衡常数为
1
K
≈3×1076,故B正确;
C.图象错误,图中箭头表示的是逆反应的活化能,不表示反应热,而该反应的△H=-144.8KJ.mol-1,故C错误;
故答案为:AB;
②由图可知电极b周围水失电子生成氧气和臭氧,其反应的电极方程式为:2H2O-4e-=O2+4H+,3H2O-6e-=O3+6H+;由图可知电解时在a极生成氢气,所以H+由电极b向电极a移动;
故答案为:2H2O-4e-=O2+4H+、3H2O-6e-=O3+6H+; b、a.
点评:本题考查了化学平衡的有关计算,化学反应中能量的变化及热化学方程式的书写,电极方程式的书写等,题目计算量较大,难度中等.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源:2010届靖江高级中学高三第三次模拟考试化学试题 题型:填空题

(8分)江苏连云港开发硅产业比较发达,粗硅提纯经常用“三氯氢硅法”。将干燥的硅粉加入合成炉中,与通入的干燥氯化氢气体在280~330℃有氯化亚铜催化剂存在下进行氯化反应,反应气体旋风分离除去杂质,再用氯化钙冷冻盐水将气态三氯氢硅冷凝成液体,经粗馏塔蒸馏和冷凝,除去高沸物和低沸物,再经精馏塔蒸馏和冷凝,得到精制三氯氢硅液体。纯度达到七个“9”以上,杂质含量小于1×107,硼要求在0.5×109以下。提纯后的三氯氢硅送入不锈钢制的还原炉内,用超纯氢气作还原剂,在1050~1100℃还原成硅,并以硅芯棒为载体沉积而得多晶硅成品。其反应式如下:
Ⅰ H2+Cl2 =" 2HCl"
Ⅱ Si(粗)+3HClg= SiHCl3(l)+H2(g)
Ⅲ SiHCl3(l) +H2(g) = Si()+3HCl(g)

据以上材料回答问题:
(1)电炉中发生反应后排出气体X的成份      (填化学式)。
(2)目前提倡“低碳类经济”,CO2的吸收转化成有机物可有效实现碳循环,是节能减排的有效措施。某物质y的核磁共振氢谱只有一个峰,与CO2可催化加聚生成自然降解的
塑料聚碳酸酯,其反应方程式 则Y的结构简式为           
(3)在上述流程中可以循环使用的物质是        。(填名称)
(4)SiH4化学性质比较活泼,它在空气中自燃,有强还原性,在碱存在下迅速水解,由SiH4为原料进行氮化来制备Si3N4纳米材料,则你认为该材料中最大可能存在的杂质   
(填化学式)。
(5)已知化学键如表

则下述反应 SiCl4(g)+2H2gSis+4HCl(g) 
该反应的反应热 △H=        kJ·mol1

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2009年12月7日~18日在丹麦首都哥本哈根召开了世界气候大会,商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案,即2012年至2020年的全球减排协议,大会倡导“节能减排” 和“低碳经济”,降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视。过渡排放CO2会造成“温室效应”,科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化:

(1)关于该反应的下列说法中,正确的是____________(填字母)。

A.H>0,S>0                         B.H>0,S<0

C.H<0,S<0                         D.H<0,S>0

(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),经测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2) =                         

② 该反应的平衡常数表达式K                

③ 下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是                  (填字母)。

A.升高温度

B.将CH3OH(g)及时液化抽出

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D.再充入l molCO2和3 molH2

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