分析 (1)原电池放电时电子从负极流向正极,阴离子向负极移动,负极上一氧化碳失电子和氧离子反应生成二氧化碳;
(2)利用已知反应方程式,结合盖斯定律解答;
(3)①依据图可知T2下,起始时NO浓度为amol/L,在0~t1时间内,NO浓度为bmol/L,则浓度变化量为:(a-b)mol/L,依据速率公式计算V(NO),依据速率之比等于方程式计量系数之比计算ν(O2);
利用三段法列出各组分数据,代入化学平衡常数表达式;
②依据2NO(g)?N2(g)+O2(g)△H=-180.5kJ•mol-1,可知平衡向正向进行程度越大,反应放出热量越多,结合图象判断T1与T2大小关系,判断反应正向进行程度,进而判断反应放出热量多少;2NO(g)?N2(g)+O2(g)为气体系数不变的反应,同温同压同体积可以建立等比等效平衡;
③a.混合气体的总质量不变,容器的体积不变,据此判断;
b.混合气体总的物质的量不变,容器体积不变,据此判断;
c.随反应进行,生成物浓度升高,逆反应速率逐渐升高;
d.随反应进行,反应物浓度降低,正反应速率逐渐降低,生成物的浓度增大,逆反应速率增大,故单位时间内,N2的消耗量减小,NO的消耗量增大;
e.混合气体总的物质的量不变,混合气体的总质量不变,据此判断;
(4)①当恰好形成正盐亚硫酸铵,亚硫酸根离子存在水解,铵根离子存在水解,溶液酸碱性取决于二者水解能力,依据NH3•H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5mol•L-1 H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.2×10-2mol•L-1 Ka2=1.3×10-8mol•L-1.比较Kb(NH4+)与Kb(SO32-)
②氨根离子结合氢氧根离子能力弱于亚硫酸氢根,氢氧化钠少量,先与亚硫酸氢根离子反应.亚硫酸氢铵中加入少量氢氧化钠反应,生成亚硫根离子与水.
解答 解:(1)依据图可知:一氧化空气形成燃料电池,一氧化碳失电子和氧离子反应生成二氧化碳发生氧化反应,电极反应式CO-2e-+O2-=CO2,所以一氧化碳所在极为负极,通入空气的一极为正极,原电池放电时电子从负极流向正极,阴离子向负极移动,所以工作时O2-的移动方向从b到a;
故答案为:b到a;CO-2e-+O2-=CO2;
(2)由①2NO(g)=N2(g)+O2(g)?△H=-180.5kJ•mol-1
②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.6kJ•mol-1
据盖斯定律,①-②得:2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-752.1kJ•mol-1,
故答案为:2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-752.1kJ•mol-1.
(3)①依据图可知T2下,起始时NO浓度为amol/L,在0~t1时间内,NO浓度为bmol/L,则浓度变化量为:(a-b)mol/L,则V(NO)=$\frac{a-b}{{t}_{1}}$mol•L-1•min-1;则V(O2)=$\frac{1}{2}$V(NO)=$\frac{a-b}{2{t}_{1}}$mol•L-1•min-1;
T2下,向1L恒容密闭容器中充入a mol NO,达到平衡时NO物质的量为m,则:
2NO(g)?N2(g)+O2(g)
起始浓度(mol/L) a 0 0
转化浓度 a-m 0.5(a-m ) 0.5(a-m )
平衡浓度 m 0.5(a-m ) 0.5(a-m )
则反应N2(g)+O2(g)?2NO(g)平衡常数:K=$\frac{m{\;}^{2}}{0.5(a-m)×0.5(a-m)}$=$\frac{4m{\;}^{2}}{(a-m){\;}^{2}}$;
故答案为:$\frac{a-b}{2t{\;}_{1}}$;$\frac{4m{\;}^{2}}{(a-m){\;}^{2}}$;
②依据先拐先平,可知T1温度高于T2,而反应为2NO(g)?N2(g)+O2(g)△H=-180.5kJ•mol-1,为放热反应,所以低温时有利于反应正向进行,所以反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量;2NO(g)?N2(g)+O2(g)为气体系数不变的反应,同温同压同体积可以建立等比等效平衡,所以M点时再加入一定量NO,建立等比等效平衡状态,平衡后NO的转化率不变;
故答案为:小于;等于;
③a.混合气体的总质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度不变,故a不符合;
b.混合气体总的物质的量不变,容器体积不变,混合气体的压强不变,故b不符合;
c.随反应进行,生成物浓度升高,逆反应速率逐渐升高,故c符合;
d.随反应进行,反应物浓度降低,正反应速率逐渐降低,生成物的浓度增大,逆反应速率增大,故单位时间内,N2的消耗量减小,NO的消耗量增大,单位时间内,N2和NO的消耗量之比减小,故d符合;
e.混合气体总的物质的量不变,混合气体的总质量不变,依据M=$\frac{m}{n}$可知气体的平均相对分子质量为定值,始终不变,故e不符合;
故答案为:cd;
(4)①氨根离子水解平衡常数Kb(NH4+)=$\frac{c(NH{\;}_{3}•{H}_{2}O)c(OH-)c(H{\;}^{+})}{c(N{H}_{4}{\;}^{+})c(OH{\;}^{-})}$=$\frac{K{\;}_{W}}{Kb}$=$\frac{1}{1.8}$×10-13,Kb(SO32-)=$\frac{c(HS{O}_{3}{\;}^{-})c(OH{\;}^{-})c(H{\;}^{+})}{c(S{O}_{3}{\;}^{2}{\;}^{-})c(H{\;}^{+})}$=$\frac{K{\;}_{W}}{Ka{\;}_{2}}$=$\frac{1}{1.3}$×10-6,所以:Kb(SO32-)>Kb(NH4+),亚硫酸根离子水解程度大于氨根离子,所以溶液显碱性,则c(NH4+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+);
故答案为:c(NH4+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+);
②亚硫酸氢铵中加入少量氢氧化钠反应,生成亚硫根离子与水,离子方程式:HSO3-+OH-=SO32-+H2O;
故答案为:HSO3-+OH-=SO32-+H2O.
点评 本题为综合题,考查了燃料电池电极反应式的书写、热化学方程式书写、反应速率、平衡常数计算、盐类水解规律的应用,题目综合性强,难度中等,侧重考查学生的计算能力和对化学平衡知识的综合应用能力,注意三段式是解平衡题常用的方法.
科目:高中化学 来源: 题型:实验题
| T/K | 303 | 313 | 323 |
| n(NH3)/(l0-2 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | 苏糖能发生银镜反应 | |
| B. | 苏糖属于单糖 | |
| C. | 苏糖在一定条件下,能发生加成和取代反应 | |
| D. | 苏糖与葡萄糖互为同分异构体 |
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科目:高中化学 来源:2016-2017学年四川省高一上10月月考化学试卷(解析版) 题型:选择题
①仅用蒸馏水就可鉴别蔗糖、硫酸铜粉未、碳酸钙粉未;
②用分液漏斗分离甘油和水的混合物;
③稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中并不断搅拌;
④用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸中央,测该溶液的pH;
⑤配制一定物质的量浓度的溶液,需要的玻璃仪器只有容量瓶和烧杯;
⑥在250mL烧杯中,加入216mL水和24g NaOH固体,配制10% NaOH溶液。
A. ①②④⑥ B. ①④⑤⑥ C. ①③④⑥ D. ②③④⑤
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
| 时间(mol/L) 浓度(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
| N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
| CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | 向Al2(SO4)3溶液中加入过量NH3•H2O:Al3++4NH3•H2O═-+4NH4+ | |
| B. | 铅酸蓄电池充电时的正极反应:PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O | |
| C. | Fe2(SO4)3溶液与Ba(OH)2溶液反应:Fe3++SO42-+Ba2++3OH-═Fe(OH)3↓+BaSO4↓ | |
| D. | (NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应:2NH4++Fe2++4OH-═Fe(OH)2↓+2NH3•H2O |
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