分析 Ⅰ(1)①H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H=-285.8 kJ/mol;
②C2H4(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2CO2(g)△H=-1411.0kJ/mol;
③H2O(g)═H2O(l)△H=-44kJ/mol
将方程式6①-②-4③得6H2(g)+2CO2(g)$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$C2H4 (g)+4H2O(g)△H进行相应的改变;
(2)依据平衡常数随温度变化分析温度对平衡移动的影响,反应自发进行的判断依据是△H-T△S<0,据此判断;
(3)A.反应是放热反应,温度升高平衡逆向进行;
B.根据图象分析;
C.图中M点时二氧化碳的转化率50%,结合化学平衡三行计算列式得到;
D.混合气体的质量不变,体积不变,所以混合气体的密度始终不变;
(4)反应前混合气体的平均相对分子质量=$\frac{44×2+2×6}{2+6}$=12.5,随着反应进行,气体的物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量增大,至t0时达到化学平衡,t1时将容器体积瞬间扩大至2V L,平衡向逆方向移动,t2时重新达平衡;
Ⅱ(5)据正极得电子发生还原反应书写电极方程式;
(6)据电极方程式得到两极的质量,进而求质量差;
(7)选用髙氯酸钠-四甘醇二甲醚做电解液的优点是导电性好,与金属钠不反应,难挥发,据此进行分析.
解答 解:(1)①H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H=-285.8 kJ/mol;
②C2H4(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2CO2(g)△H=-1411.0kJ/mol;
③H2O(g)═H2O(l)△H=-44kJ/mol
将方程式6①-②-4③得6H2(g)+2CO2(g)$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$C2H4 (g)+4H2O(g)△H=6(-285.8 kJ/mol )-(-1411.0kJ/mol )-4(-44kJ/mol)=-127.8kJ/mol;
故答案为:-127.8;
(2)根据上面热化学方程式,△H<0即正向放热反应,6H2(g)+2CO2(g)$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$C2H4 (g)+4H2O(g)反应前后气体体积减小,熵变△S<0,满足△H-T△S<0,应在低温下能自发进行;理由是根据△G=△H-T△S,△H<0△S<0,要使反应自发进行使△G<0,需低温下进行;
故答案为:低温;根据△G=△H-T△S,△H<0△S<0,要使反应自发进行使△G<0,需低温下进行;
(3)A.升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则升温平衡逆向移动,所以M化学平衡常数大于N,故A正确;
B.由图象可知,其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃时CO2的平衡转化率可能位于点M,故B错误;
C.若在密闭容器中充入体积比为 3:1的 H2 和CO2,设为3mol、1mol,则图中M点时二氧化碳转化率50%,
6H2(g)+2CO2(g)$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$C2H4 (g)+4H2O(g)
起始量(mol) 3 1 0 0
变化量(mol) 1.5 0.5 0.25 1
平衡量(mol) 1.5 0.5 0.25 1
产物CH2=CH2的体积分数=$\frac{0.25}{1.5+0.5+0.25+1}$×100%=7.7%,故图1中M点时,乙烯的体积分数为7.7%,故C正确;
D.混合气体的质量不变,体积不变,所以混合气体的密度始终不变,所以不能根据混合气体的密度来判断化学反应是否达到平衡状态,故D错误,
故答案为:AC;
(4)反应前混合气体的平均相对分子质量=$\frac{44×2+2×6}{2+6}$=12.5,所以起点坐标为(0,12.5),随着反应进行,气体的物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量增大,至t0时达到化学平衡,若全部转化为CH2=CH2和H2O平均相对分子质量=$\frac{28+18×4}{1+4}$=20,则t0达平衡时$\overline{M}$应在区间(12.5,20),t1时将容器体积瞬间扩大至2V L,平衡向逆方向移动,t2时重新达平衡,平均相对分子质量减小,t2达平衡时 $\overline{M}$应大于12.5,所以图象为
,
故答案为:
;
Ⅱ(5)正极CO2得电子发生还原反应,故电极方程式为3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C,
故答案为:3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C;
(6)正极发生的电极反应
3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C
3 4 2 1
0.15 0.2 0.1 0.05,
m(总)=m(Na2CO3)+m(C)=106g/mol×0.1mol+12g/mol×0.05mol=11.2g,
负极发生的电极反应
4Na-4e-=4Na+
92 4
4.6 0.2,m(Na)=4.6g,
故两极的质量差为11.2g+4.6g=15.8g,
故答案为:15.8;
(7)选用髙氯酸钠-四甘醇二甲醚做电解液的优点是导电性好,与金属钠不反应,难挥发,
故答案为:导电性好,与金属钠不反应,难挥发.
点评 本题考查本题考查了盖斯定律、化学平衡移动的影响因素、化学平衡计算等,注意把握盖斯定律的应用方法、三段式在化学平衡计算中的灵活应用是解题的关键,侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力、计算能力和画图能力,题目难点中等.
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | H2O2的电子式: | B. | CCl4的电子式: | ||
| C. | ${\;}_{\;}^{18}$O的原子结构示意图: | D. | MgCl2的电子式: |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | R的化学式为C2H4O | |
| B. | 乙醇发生了还原反应 | |
| C. | 反应过程中固体有红黑交替变化的现象 | |
| D. | 乙二醇(HO-CH2-CH2-OH)也能发生类似反应 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | 利用风能、太阳能等清洁能源代替化石燃料,可减少环境污染 | |
| B. | 煤的干馏、煤的汽化和煤的液化都属于化学变化 | |
| C. | 自来水厂用明矾净水,用Fe2(SO4)3或ClO2代替明矾净水,其原理相同 | |
| D. | 将水中的铁闸门连接电源的负极而防腐,是外加电流的阴极保护法 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| 选项 | 实验 | 现象 | 结论 |
| A | 用pH试纸检测:0.1mol•L-1Na2SO3溶液、0.1mol•L-1NaHSO3溶液 | Na2SO3溶液的pH约为10; NaHSO3溶液的pH约为5 | HSO3-结合H+的能力比SO32-强 |
| B | 向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体 | 溶液红色变浅 | Na2CO3溶液中存在水解平衡 |
| C | 注射器中吸入NO2,封堵针尖处,将注射器体积压缩为原来的一半 | 气体颜色比起始时浅 | 加压后,NO2转变为无色的N2O4 |
| D | 饱和BaSO4悬浊液中加入饱和Na2CO3溶液,振荡,然后过滤、洗涤,向所得固体中加入盐酸 | 沉淀部分溶解且有气体产生 | Ksp(BaSO4)> Ksp(BaCO3) |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| 选项 | 实验目的 | 所选主要仪器(铁架台等忽略) | 部分操作 |
| A | 用浓硫酸配制480mL0.1mol/L硫酸溶液 | 500mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管 | 将量取好的浓硫酸放入容量瓶中,加水溶解至刻度线 |
| B | 从食盐水中得到NaCl晶体 | 坩埚、酒精灯、玻璃棒、泥三角、三脚架 | 当加热至大量固体出现时,停止加热,利用余热加热 |
| C | 分离甲醇和甘油的混合物 | 蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、直形冷凝管、锥形瓶、牛角管 | 温度计水银球插入液液面以下 |
| D | 用CCl4萃取溴水中的Br2 | 分液漏斗、烧杯 | 分离时下层液体从分液漏斗下口放出,上层液体从上口倒出 |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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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
| Fe3+ | Ni2+ | Cr3+ | |
| 开始沉淀 | 1.5 | 6.7 | 4.0 |
| 沉淀完全 | 3.4 | 9.5 | 6.9 |
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