Question

【题目】（14分）按要求完成下列填空

Ⅰ．已知：①2C3H8(g)＋7O2(g)＝6CO(g)＋8H2O(l) ΔH＝－2741.8kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH="-566" kJ/mol

（1）反应C3H8(g)＋5O2(g)＝3CO2(g)＋4H2O(l)的ΔH＝ ；

（2）C3H8在不足量的氧气里燃烧，生成CO和CO2以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO（g）+ H2O（g）CO2（g）+ H2（g） ΔH＞0

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．υ正（H2）=υ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

②在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(CO)=" 1" mol·L-1, c(H2O)="2.4" mol·L-1; 达到平衡后，CO的转化率为60％，该反应在此温度下的平衡常数是 ；

（3）熔融碳酸盐燃料电池的电解质为Li2CO3和 Na2CO3的混合物，燃料为CO，在工作过程中，电解质熔融液的组成、浓度都不变，写出负极发生的电极反应式 。

Ⅱ．氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得：

SiO2 + C + N2 Si3N4 + CO 根据题意完成下列各题：

（1）配平上述化学反应方程式。 SiO2 + C + N2 Si3N4 + CO

（2）为了保证石英和焦炭尽可能的转化，氮气要适当过量。某次反应用了30mol氮气，反应生成了5mol一氧化碳，则此时混合气体的平均摩尔质量是 。

（3）氮化硅陶瓷的机械强度高，硬度接近于刚玉（A12O3），热稳定性好，化学性质稳定。以下用途正确的是 。

A．可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备

B．在电子工业上制成耐高温的电的良导体

C．研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机

D．氮化硅陶瓷的开发受到资源的限制，没有发展前途

Answer 1

【答案】Ⅰ．（1）-2219.9 kJ/mol（2分） （2）b d （2分）0.5（2分） （3）CO-2e_+CO32-=2CO2（2分）

Ⅱ．（1）3 6 2 1 6 （2分） （2）28 g/mol （2分） （3） AC （2分）

【解析】试题Ⅰ．（1）由①2C3H8（g）+7O2（g）="6CO" （g）+8H2O△H1=-2741.8kJ/mol，②2CO （g）+O2（g）＝2CO2（g）△H2=-566kJ/mol，根据盖斯定律可知，（①+②×3）÷2可得C3H8（g）+5O2（g）＝3CO2（g）+4H2O，其反应热为[(-2741.8KJ/mol)+(-566KJ/mol)×3]÷2＝－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逆（CO），说明一氧化碳正逆反应速率相同，说明反应达到平衡状态，故b正确；c．因气体的物质的量不变，气体的总质量不变，所以混合气体的平均相对分子质量始终不变，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：bd；

②到平衡后，CO的转化率为60%，则CO的转化的物质的量浓度为1mol/L×60%＝0.6mol/L，依据化学平衡三段式列式得到

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

起始浓度（mol/L） 1 2.4 0 0

变化浓度（mol/L） 0.6 0.6 0.6 0.6

平衡浓度（mol/L） 0.4 1.8 0.6 0.6

因此该温度下反应的平衡常数为：＝0.5，故答案为：0.5；

（3）原电池中负极失去电子，CO在负极通入。由于电解质熔融液的组成、浓度都不变，所以负极发生的电极反应式为CO-2e_+CO32-=2CO2；

Ⅱ．（1）由产物CO可知，SiO2与C化学计量数之比为1：2 由产物Si3N4可知SiO2与N2化学计量数之比为3：2，所以SiO2、C、N2化学计量数之比为3：6：2，令SiO2的化学计量数为3，C、N2化学计量数分别为6、2，结合元素守恒可知Si3N4、CO化学计量数分别为1、6，配平后方程式为3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO，故答案为：3；6；2；1；6；

（2）N2与CO的相对分子质量都是28，所以混合气体的平均相对分子质量为28，则此时混合气体的平均摩尔质量是28g/mol，故答案为：28g/mol；

（3）A．氮化硅热稳定性好，可以用于热工设备，故A正确；B．氮化硅属于原子晶体，不是电的良导体，故B错误；C．氮化硅机械强度高，硬度大，可以替代同类型金属发动机，故C正确；D．制备氮化硅的资源丰富，具有广阔的发展前景，故D错误；故选：AC。