Question

I．已知：反应H₂(g) + Cl₂(g) = 2HCl(g)   ΔH= —184 kJ/mol

4HCl(g)+O₂(g)  2Cl₂(g)+2H₂O(g)      ΔH= —115.6 kJ/mol 

      

请回答：

（1）H₂与O₂反应生成气态水的热化学方程式                                     

（2）断开1 mol H—O 键所需能量约为                 kJ

II．试运用所学知识，解决下列问题：

（1）已知某反应的平衡表达式为：，它所对应的化学方程式为：         

（2）已知在400℃时，N₂ (g)+ 3H₂(g) 2NH₃(g) △H<0  的K=0.5，则400℃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，则此时反应v(N₂)_正           v(N₂)_逆（填：＞、＜、＝、不能确定）（1分）

欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH₃的体积百分数增加，可采取的正确措施是        （填序号）（1分）

A．缩小体积增大压强    B．升高温度   C．加催化剂   D．使氨气液化移走

（3）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：A(g) + 3B(g)  2C(g) + D（s） ΔH，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表：

t/K	300	400	500	…
K/(mol·L—1)2	4×106	8×107	K1	…

 

请完成下列问题：

①判断该反应的ΔH         0（填“>”或“<”） （1分）

②在一定条件下，能判断该反应一定达化学平衡状态的是          （填序号）

A．3v(B)_（正）=2v(C)_（逆）      B．A和B的转化率相等

C．容器内压强保持不变     D．混合气体的密度保持不变

（4）以天然气(假设杂质不参与反应)为原料的燃料电池示意图如图所示。

①放电时，负极的电极反应式为                             

②假设装置中盛装100.0 mL 3.0 mol·L^—1 KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8 960 mL。放电完毕后，电解质溶液中各离子浓度的大小关系为                                  

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ（1）2H₂(g) + O₂(g)= 2H₂O(g)  ΔH= —483.6 kJ/mol    （2）463.4

     Ⅱ （1）C（s）+H₂O(g)  H₂(g) + CO(g)（2）= （1分）， A  （1分）  （3）①＞（1分） ② CD        （4）①CH₄-8e^—+10OH^—= CO₃^2—+7H₂O   ②c(K⁺)>c(HCO₃^—)>c(CO₃^2—)>c(OH^—)>c(H⁺)

【解析】

试题分析：Ⅰ、（1）①2Cl₂（g）+2H₂O（g） 2Cl₂（g）+2H₂O（g），△H=-115.6kJ/mol，②H₂（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H=-184kJ/mol，依据盖斯定律：①+②×2得到热化学方程式为：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6 kJ/mol；（2）依据反应的热化学方程式：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6 kJ/mol，△H=断裂化学键吸收的能量-形成化学键放出的能量=2×436KJ+498KJ-4×H-O=-483.6 kJ，则得到H-O的键能=463.4kJ；

Ⅱ、（1）平衡表达式为：K=C(H₂)•C(CO)/C(H₂O) ，生成物为CO、H₂，反应物含有H₂O，三者化学计量数分别为1、1、1，根据元素守恒，故另一反应物为固体C，反应中它所对应反应的化学方程式为C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g）；（2）一段时间后，当N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为2mol/L、1mol/L、2mol/L时，Qc=4×4 /4×23 =0.5=K，所以该状态是平衡状态，正逆反应速率相等；缩小体积增大压强可使该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH₃的体积百分数增加；（3）①通过图表可知温度升高K值增大，从而可知温度升高平衡向正反应移动，故△H＞0。②此反应A(g) + 3B(g)  2C(g) + D（s）是一个气体系数发生变化的反应，故容器内压强保持不变或混合气体的密度保持不变均可使此反应达到平衡。（4）①正极发生还原反应，氧气在正极放电生成氢氧根离子，正极电极反应式为：O₂+4e-+2H₂O=4OH-；②参与反应的氧气在标准状况下体积为8960mL，物质的量为8.96L/22.4L/mol =0.4mol，根据电子转移守恒可知，生成二氧化碳为(0.4mol×4 )/8 =0.2mol，n（NaOH）=0.1L×3.0mol•L^-1=0.3mol，n（NaOH）：n（CO₂）=0.3mol：0.2mol=3：2，介于1：1与2：1之间，故生成碳酸钾、碳酸氢钾，令碳酸钾、碳酸氢钾的物质的量分别为xmol、ymol，则x+y=0.2，2x+y=0.3，解得x=0.1，y=0.1，溶液中碳酸根水解，碳酸氢根的水解大于电离，溶液呈碱性，故c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸根的水解程度大于碳酸氢根，故c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），钾离子浓度最大，水解程度不大，碳酸根浓度原大于氢氧根离子，故c（K⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）;

考点：化学反应平衡移动，化学平衡常数，原电池，化学反应速率。