Question

【题目】按要求完成下列填空

Ⅰ．已知： ① 2C3H8(g) + 7O2(g) ===6CO(g) + 8H2O(l) ΔH＝－2741.8 kJ/mol

② 2CO(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___________（填序号）

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, c(H2O)=2.4 mol/L; 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。

（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30 mol氮气，反应生成了5 mol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__________（填序号）

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】－2219.9 kJ/mol b d 0.5 CO－2e－+ CO32－===2CO2 3 6 2 1 6 28 g/mol AC

【解析】

(1)由① 2C3H8(g) + 7O2(g) ===6CO(g) + 8H2O(l)ΔH＝－2741.8 kJ/mol ② 2CO(g) + O2(g) ===2CO2(g)ΔH＝－566 kJ/mol。根据盖斯定律可以知道,可得（1）反应C3H8(g) + 5O2(g) =3CO2(g) + 4H2O(l)的ΔH＝,其反应热为[－2741.8 kJ/mo +（－566 kJ/mol）/2=－2219.9 kJ/mol ；因此答案是: －2219.9 kJ/mol。
(2)①a.由反应可以知道,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．υ正(H2)=υ逆(CO),正反应速率等于逆反应速率,达到平衡,故b正确;c.气体的总质量不变,总物质的量不发生变化,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”可以知道,则化学反应达到平衡,故d正确;因此答案是:bd;

②C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成CO和CO2以及气态水,所以起始有CO2,根据元素守恒可以知道, c(CO)=1 mol/L, c(H2O)=2.4 mol/L,二氧化碳为0.8mol/L,达到平衡后,CO的转化率为60％,则CO的浓度变化量=1 mol/L=0.6mol,则

CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)
开始(mol/L ): 1 2.4 0 0
变化(mol/L ) : 0.6 0.6 0.6 0.6
平衡(mol/L ): 0.4 1.8 0.6 0.6
平衡常数K=0.6/0.60.6=0.5;答案是:0.5

Ⅱ．负极失电子化合价升高，且根据电解质溶液知负极反应方程式为CO－2e－+ CO32－===2CO2；答案：CO－2e－+ CO32－===2CO2。

（1）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,根据化合价升降守恒以及元素守恒定律配平方程式得：

3SiO2 +6C +2N2 Si3N4 + 6CO 答案： 3 6 2 1 6

（2）剩余的气体为N2、CO，两气体的摩尔质量均为28 g/mol，则混合气体的摩尔质量亦为28 g/mol；答案：28 g/mol。

（3）A.氮化硅具有很大的发展前景，可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备,故A正确；B.电子没有传递的通道，所以不能导电，故B错误；C.氮化硅的结构与金刚石相似，也是原子晶体，硬度超过金刚石，可以替代同类型的金属设备,故C正确；D.氮化硅的制造材料并不缺乏，硅是地壳含量第二高元素，氮是空气中含量最高的元素，因此开发不会受到资源的限制，故D错误；正确答案为AC。