濃度/mol•L-1 時間/min | NO | N2 | CO2 |
0 | 0.100 | 0 | 0 |
10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
20 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
30 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
40 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
50 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
分析 (1)依據熱化學方程式和蓋斯定律計算[①+②+③×4]×12得到CH4(g)與NO2(g)反應生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的熱化學方程式;
(2)①依據化學平衡狀態(tài)的實質是正逆反應速率相等,結合反應特征分析判斷,由正逆反應速率相同衍生的關系,變量不變說明反應達到平衡狀態(tài);
②20min-30min反應達到平衡,圖表中得到平衡濃度,依據平衡常數的概念計算得到;
③依據圖表數據變化分析,30min末一氧化氮和二氧化碳濃度減小,氮氣濃度增大,結合計算平衡常數和濃度變化分析判斷;改變的條件可能是減小二氧化碳濃度;
(3)①甲烷燃料酸性電池中,負極上甲烷失電子生成水和二氧化碳,結合電荷守恒和原子守恒書寫電極反應;
②b電極為陰極,陰極上銅離子放電生成Cu,根據Cu和轉移電子之間的關系式計算;
解答 解:(1)①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-l
②CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2 O(g)△H=-1160kJ•mol-l
③H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-l
依據蓋斯定律計算[①+②+③×4]×12得到CH4(g)與NO2(g)反應生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的熱化學方程式:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-955 kJ•mol-1;
故答案為:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-955 kJ•mol-1;
(2)①C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g).反應是氣體體積不變的反應;
A.容器內CO2的濃度保持不變說明反應達到平衡狀態(tài),故A正確;
B.反應速率之比等于化學方程式系數之比,當v正(NO)=2v逆(N2),反應達到平衡,v正(NO)=2v正(N2)z只能說明反應正向進行,故B錯誤;
C.反應是氣體體積不變的反應,反應過程中和反應平衡狀態(tài)壓強相同,所以容器內壓強保持不變不能說明反應達到平衡,故C錯誤;
D.混合氣體密度等于質量除以體積,反應中碳是固體,平衡移動氣體質量變化,體積不變,所以混合氣體的密度保持不變,說明反應達到平衡,故D正確;
E.混合氣體的平均相對分子質量等于氣體總質量除以總物質的量,反應中碳是固體,平衡移動,氣體質量發(fā)生變化,氣體物質的量不變,混合氣體的平均相對分子質量保持不變,說明反應達到平衡狀態(tài),故E正確;
故選BC;
②20-30min反應達到平衡狀態(tài),C(s)+2NO(g)?N2 (g)+CO2 (g),各物質的平衡濃度為:c(CO2)=c(N2)=0.3mol/L;c(NO)=0.4mol/L,反應的平衡常數為:K=[CO2][N2][NO]2=0.3×0.30.42=0.56,故答案為:0.56;
③30min時改變某一條件,反應重新達到平衡,依據平衡常數計算得到c(N2)=0.34mol/L;c(CO2)=0.17mol/L;c(NO)=0.32mol/L;K=[CO2][N2][NO]2=0.34×0.170.322=0.56,化學平衡常數隨溫度變化,平衡常數不變說明改變的條件一定不是溫度,依據數據分析,氮氣濃度增大,二氧化碳和一氧化氮濃度減小,反應前后氣體體積不變,所以減小二氧化碳濃度,平衡正向進行的結果,故答案為:減小二氧化碳濃度;
(3)①甲烷燃料酸性電池中,負極上甲烷失電子生成水和二氧化碳,電極反應為CH4-8e─+2H2O=CO2+8H+,故答案為:CH4-8e─+2H2O=CO2+8H+;
②A中消耗0.15mol氧氣時,O2+2H2O+4e-=4OH-,轉移0.6mol電子,b電極為陰極,陰極上銅離子放電生成Cu,Cu2++2e-=Cu,根據Cu和轉移電子之間的關系式得析出Cu的質量=0.6mol2×1×64g/mol=19.2g,故答案為:b;19.2;
點評 本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律的計算應用,化學反應速率、化學平衡常數及其化學平衡影響因素和平衡標志的分析判斷,數值的處理和判斷是解題關鍵,題目難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 高純硅可作計算機芯片的材料 | |
B. | 潔廁靈的主要成分是鹽酸,不能與“84”消毒液(主要成分是NaClO)混用 | |
C. | PM2.5是指大氣中直徑接近2.5×10-6m的顆粒物,分散在空氣中形成膠體 | |
D. | Na2SiO3溶液可做木材防火劑 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 0.5molH2SO4與0.5molBa(OH)2完全反應所放出的熱量,即為中和熱 | |
B. | 加入催化劑,活化分子的百分含量和數目都增大,從而反應速率增大 | |
C. | NaCl溶液能導電,所以NaCl溶液是電解質 | |
D. | 犧牲陽極的陰極保護法,是根據電解原理防護金屬腐蝕 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 3種 | B. | 4種 | C. | 6種 | D. | 7種 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 脫氫反應的△H<0 | B. | 600 K時,Y點甲醇的v(逆)<v(正) | ||
C. | 從Y點到Z點可通過增大壓強 | D. | 在t1K時,該反應的平衡常數為8.1 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 實驗室制取氯氣 MnO2+4HCl(濃)═Mn2++2 Cl-+Cl2+2H2O | |
B. | 少量的氫氧化鈉溶液滴加到足量氯化鋁溶液 Al3++4OH-═AlO2-+2H2O | |
C. | 利用腐蝕法制作印刷線路板:Fe3++Cu═Fe2++Cu2+ | |
D. | 硅酸鈉溶液中滴加鹽酸:SiO32-+2H+═H2SiO3↓ |
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