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Ⅰ.2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区.其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一.汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)
催化剂
2CO2(g)+N2(g),在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示.

据此判断:
(1)该反应的△H
 
0(选填“>”、“<”).
(2)若在一定温度下,将1.0mol NO、0.5mol CO充入0.5L固定容积的容器中,达到平衡时NO、CO、CO2、N2物质的量分别为:0.8mol、0.3mol、0.2mol、0.1mol,该反应的化学平衡常数为K=
 
;若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.3mol,平衡将
 
移动(选填“向左”、“向右”或“不”).
Ⅱ.以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图.

回答下列问题:
(1)B极为电池极
 
,电极反应式为
 
.
(2)若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为(标况下)
 
.
Ⅲ.FeS饱和溶液中存在:FeS(s)?Fe2+(aq)+S2-(aq),Ksp=c(Fe2+)?c(S2-),常温下Ksp=1.0×10-16.又知FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在以下限量关系:[c(H+)]2?c(S2-)=1.0×10-22,为了使溶液中c(Fe2+)达到1mol/L,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的pH为
 
.
考点:物质的量或浓度随时间的变化曲线,反应热和焓变,化学电源新型电池,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题:基本概念与基本理论
分析:Ⅰ.(1)根据到达平衡的时间判断温度高低,根据平衡时二氧化碳的浓度判断温度对平衡的影响,进而判断△H;
(2)根据三行式来求平衡时各组分的浓度,然后代入表达式求解;求此时的浓度商与平衡常数的大小关系,来判断;
Ⅱ.(1)B为负极,总反应式为CH4+2O2+=CO2+2H2O,正极反应式为:2O2+8e-=4O2-,两式相减可得负极电极反应式;
(2)开始阶段发生反应:2Cu2++2H2O
 电解 
.
 
2Cu+O2↑+4H+,铜离子完全放电后,发生反应2H2O
 电解 
.
 
2H2↑+O2↑,当两极收集到的气体体积相等时,即氢气与氧气的体积相等,令是氢气为xmol,根据电子转移守恒列方程计算,再根据电子转移守恒计算消耗的甲烷;
Ⅲ.根据硫化亚铁的溶度积常数和亚铁离子浓度计算硫离子浓度,再根据氢硫酸的电离平衡常数计算氢离子浓度,最后利用pH计算公式计算溶液的pH.
解答: 解:Ⅰ.(1)①由图可知,温度T1先到达平衡,故温度T1>T2,温度越高平衡时,二氧化碳的浓度越低,说明升高温度平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应,即△H<0,
故答案为:<;
(2)2NO+2CO?2CO2 +N2
平衡的浓度:1.6 0.6 0.4 0.2
所以K=
0.42×0.2
1.62×0.62
=5/144 或0.0347,
再向容器中充入CO、N2各0.3mol,Q=
0.42×0.8
1.62×1.22
=0.0347=K,所以平衡不移动,故答案为:0.0347;不;
II.(1)总反应式为CH4+2O2+=CO2+2H2O,正极反应式为:2O2+8e-=4O2-,两式相减,负极反应为:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,
故答案为:负极;CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O;
(2)硫酸铜的物质的量=0.1L×1mol/L=0.1mol,开始阶段发生反应:2Cu2++2H2O
 电解 
.
 
2Cu+O2↑+4H+,铜离子完全放电后,发生反应2H2O
 电解 
.
 
2H2↑+O2↑,当两极收集到的气体体积相等时,即氢气与氧气的体积相等,令是氢气为xmol,根据电子转移守恒,则:0.1mol×2+2x=4x,解得x=0.1,
根据电子转移守恒,可知消耗的甲烷物质的量=
0.1mol×4
8
=0.05mol,故消耗甲烷的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L,
故答案为:1.12L;
III.(3)溶液中c(S2-)=
Ksp
c(Fe2+)
=
1.0×10-16
1
=1.0×10-16mol/L,c2(H+)?c(S2-)=1.0×10-22,则c(H+)=
1.0×10-22
1.0×10-16
=10-3mol/L,pH=-lg10-3=3,
故答案为:3.
点评:本题综合Ⅰ中考查了化学平衡移动和平衡常数的相关计算、Ⅱ中注意利用电子转移守恒计算,题目整体计算量很大,思维量大,对学生的心理素质有很高的要求,难度很大,Ⅲ根据溶度积常数及弱酸的电离平衡常数计算溶液的pH,题目难度中等..
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

下列化学反应既是放热反应,同时又是氧化还原反应的是(  )
A、二氧化碳气体与碳单质高温下的反应
B、八水合氢氧化钡固体与氯化铵固体的反应
C、酸碱中和反应
D、过氧化钠固体与二氧化碳气体的反应

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科目:高中化学 来源: 题型:

下表列出了①~⑥六种元素在周期表中的位置:

族
周期
ⅠA0
1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA
2①②
3③④⑤⑥
请按要求回答下列问题.
(1)元素①的元素名称是
 
.
(2)元素②的单质电子式是
 
.
(3)元素⑤的原子结构示意图是
 
.
(4)这六种元素中,位于第三周期且原子半径最小的是
 
,半径最大的是
 
(填元素符号)
(5)这六种元素的最高价氧化物中,属于两性氧化物的是(填化学式)
 
.
(6)这些元素形成的气态氢化物中,最稳定的是
 
,在这些元素的最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的是
 
.
(7)在盛有水的小烧杯中加入元素③的单质,发生反应的离子方程式为
 
;向上述反应后的溶液中再加入元素④的单质,发生反应的化学方程式为
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

(1)写出表示含有8个质子,10个中子的原子的化学符号:
 
;
(2)已知阴离子aX2-和阳离子bYn+具有相同的核外电子排布,则a、b、n之间的关系为a=
 
;
(3)比较下列大小(填“>”或“<”)
A.原子半径:Cl
 
Na           B.酸性:HC lO4
 
H2SO4
(4)某元素R气态氢化物的化学式为RH3,其最高价氧化物中含氧量为20/27,已知该元素的原子核中中子数和质子数相等,则该元素的名称是
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

按要求书写下列方程式:
①用惰性电极电解硫酸铜溶液的离子方程式
 
.
②实验室制备氯气的离子方程式
 
.
③与足量浓溴水反应的化学方程
 
.
④对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应的化学方程式
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

合成气(CO和H2)是重要的化工原料,在工业生产中有着广泛的应用.
(1)工业上用甲烷和水蒸气在高温条件下发生反应制备合成气(CO和H2),4g甲烷完全反应吸收51.5KJ热量,写该反应的热化学方程式
 
.
(2)工业上常用合成气来冶炼金属,其中CO还原氧化铁来冶炼生铁方程式如下:
3CO(g)+Fe2O3(s)?3CO2(g)+2Fe(s)△H<0
①如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时,
 
.
A.容器中Fe2O3的质量不随时间而变化           B.反应物不再转化为生成物
C.n(CO):n(CO2)=1:1                  D.容器中气体的压强不随时间而变化
②在一个容积为4L的密闭容器中,1000℃时加入4mol CO(g)和足量Fe2O3(s),反应2分钟后达到平衡,测得此时容器内气体的密度为40g/L,求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=
 
、CO的平衡转化率=
 
、该反应的化学平衡常数K=
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

现有五种离子化合物 A、B、C、D 和 E,都是由下表中离子形成的:
阳离子Ag+     Ba 2+     Al3+
阴离子OH-Cl-SO42-
为鉴别它们,分别完成以下实验,其结果是:
a.B和D都不溶于水,也不溶于酸;
b.A溶于水后,与上述某阳离子反应可生成B,且A溶液与过量氨水反应生成白色沉淀;
c.C溶于水后,与上述某阳离子反应可生成D,且C溶液与过量氨水反应生成白色沉淀.
d.E溶于水后,与上述某阴离子反应可生成B;
e.A溶液与适量E溶液反应生成沉淀,再加入过量E溶液,沉淀量减少,但不消失.
请根据上述实验结果,填空:
(1)写出化合物的化学式:A
 
,C
 
,E
 
.
(2)A溶液与过量的E溶液反应后,最终得到沉淀的化学式是
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

表是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑩种元素,填写下列空白:
主族
周期
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0族
2①②③
3④⑤⑥⑦⑧
4⑨⑩
(1)在这些元素中,化学性质最不活泼的是:
 
(填具体元素符号,下同).原子结构示意图为
 
.元素⑩在周期表中的位置
 
.
(2)在最高价氧化物的水化物中,酸性最强的化合物的分子式是
 
,碱性最强的化合物的电子式是:
 
.
(3)用电子式表示元素④与⑥的化合物的形成过程:
 
,该化合物属于
 
(填“共价”或“离子”)化合物.
(4)表示①与⑦的化合物的电子式
 
,该化合物是由
 
(填“极性”、“非极性”)键形成的.
(5)③、⑥、⑦三种元素形成的离子,离子半径由大到小的顺序是
 
.
(6)元素③的氢化物的结构式为
 
;该氢化物常温下和元素⑦的单质反应的化学方程式为
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

利用下列反应不能制得括号中纯净物质的是(  )
A、乙烯与水反应(乙醇)
B、乙烯与氯气反应(1,2-二氯乙烷)
C、液溴与苯用溴化铁作催化剂反应(溴苯)
D、等物质的量的氯气与乙烷在光照条件下反应(氯乙烷)

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