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【题目】利用碳和水蒸气制备水煤气的核心反应为:C(s)H2O(g)H2(g)CO(g)

(1)已知碳(石墨)H2CO的燃烧热分别为393.5kJ·mol1285.8kJ·mol1283kJ·mol1,又知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol1,则C(s)H2O(g)CO(g)H2(g) ΔH___

(2)在某温度下,在体积为1L的恒容密闭刚性容器中加入足量活性炭,并充入1mol H2O(g)发生上述反应,反应时间与容器内气体总压强的数据如表:

时间/min

0

10

20

30

40

总压强/100kPa

1.0

1.2

1.3

1.4

1.4

平衡时,容器中气体总物质的量为________molH2O的转化率为________

该温度下反应的平衡分压常数Kp________kPa(结果保留2位有效数字)

(3)保持25℃、体积恒定的1L容器中投入足量活性炭和相关气体,发生可逆反应CH2O(g)COH2并已建立平衡,在40 min时再充入一定量H250min时再次达到平衡,反应过程中各物质的浓度随时间变化如图所示:

①40min时,再充入的H2的物质的量为________mol

②4050 minH2的平均反应速率为________mol·L1·min1

(4)新型的钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na)为电解质,其原理如图所示:

放电时,电极A________极,S发生________反应(填“氧化”或“还原”)。

充电时,总反应为Na2Sx=2NaSx(3<x<5)Na所在电极与直流电源________极相连,阳极的电极反应式为_________

【答案】131.3 kJ·mol1 1.4 40% 27 6 0.1 还原 Sx2--2e-=Sx

【解析】

(1)已知碳(石墨)H2CO的燃烧热分别为393.5kJ·mol1285.8kJ·mol1283kJ·mol1,则

C(s)O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol1

O2(g)H2(g)H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol1

③CO(g)O2(g)CO2(g) ΔH=-283kJ·mol1

④H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol1

根据盖斯定律可知即得到C(s)H2O(g)CO(g)H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol1

(2)根据方程式可知

压强之比是物质的量之比,则(1x+x+x):11.4:1,解得x0.4

根据以上分析可知平衡时,容器中气体总物质的量为1.4molH2O的转化率为40%

该温度下反应的平衡分压常数Kp≈27kPa

(3)①50minH2的物质的量为x mol,温度不变平衡常数不变,由于容积是1L,则根据图像可知平衡常数K=,解得x8,由于CO的变化量是1mol,所以40min时再充入的H2的物质的量为8mol+1mol3mol6mol

由于氢气的变化量是1mol,所以4050 minH2的平均反应速率为0.1mol·L1·min1

(4)①放电时钠失去电子,则电极A为负极,电极B是正极,则S发生还原反应。

放电时钠失去电子,则电极A为负极,充电时,Na所在电极是阴极,与直流电源负极相连;阳极发生失去电子的氧化反应,则根据总反应为Na2Sx=2NaSx(3x5)可知,阳极电极反应式为Sx2--2e-=Sx

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1Q的核外电子排布式为___

2)化合物X2W2W的杂化方式为___ZW2-的空间构型为___

3YR的最高价氧化物中沸点较高的是___(填化学式),原因是___

4Y有多种同素异形体,其中一种同素异形体的晶胞结构如图所示,该晶体的晶胞中所含Y原子的个数为___Y原子的配位数为___,若晶胞的边长为apm,晶体的密度为ρg/cm3,则阿伏加德罗常数的值NA___(用含aρ的代数式表示)。

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a.向该物质中加入溴水,观察到溴水褪色,然后再加入银氨溶液并水浴加热,观察到有银镜形成

b.向该物质中加入银氨溶液并水浴加热,观察到有银镜形成,然后再加入溴水,观察到溴水褪色

c.向该物质中滴加溴的CCl4溶液,观察到溶液褪色,然后再加入银氨溶液并水浴加热,观察有银镜形成

(1)你认为上述方案中行不通的是_____(填序号),理由是_________________________

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(3)写出I的结构简式:___________

(4)写出反应的化学方程式:____________

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