精英家教網 > 高中化學 > 題目詳情
18.丙烷是液化石油氣的主要成分,在燃燒時能放出大量的熱,作為能源廣泛應用于生產和日常生活中.
(1)已知:①2C3H8(g)+7O2(g)═6CO(g)+8H2O(l)△H=-2 741.8kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1
則反應C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(l)的△H=-2219.9 kJ•mol-1
(2)某課外活動小組為了探究在相同溫度下反應過程中能量變化與化學平衡的關系,將C3H8不完全燃燒的產物CO和H2O(g),通入到體積均為1L的A、B兩個密閉容器中,在相同溫度下均發(fā)生如下可逆反應:
CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ•mol-1
相關數據如下:
容器
編號
起始時各物質
的物質的量/mol
達到平衡
的時間/min
達到平衡時
體系能量的
變化/kJ
COH2OCO2H2
A1.51.900ta放出熱量:36.9
B33.800tb放出熱量:Q
請回答下列問題:
①0~ta時刻,容器A中CO的平均反應速率為$\frac{0.9}{{t}_{a}}$ mol•L-1•min-1,化學平衡常數Ka=1.35;若容器B中反應的平衡常數為Kb,則該溫度下Ka等于(填“大于”“小于”或“等于”)Kb
②某同學為了研究反應條件對化學平衡的影響,測得逆反應速率與時間的關系如圖所示:通過研究圖象發(fā)現,反應在t1、t3、t7時都達到了平衡,而t2、t8時都改變了一種條件,它們改變的條件分別是t2升高溫度(或增大CO2的濃度或增大H2的濃度),t8使用催化劑或加壓(減小容器的體積).
③測得在容器A中反應進行到t min時,混合氣體中CO2的物質的量為0.3mol,若用150mL 3mol•L-1的NaOH溶液將其完全吸收,則所得溶液中離子濃度由大到小的順序為c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+).
(3)CO2溶于水生成H2CO3,已知:常溫下,H2CO3和HClO的電離常數如下:
H2CO3?H++HCO${\;}_{3}^{-}$ Ka1=4.2×10-7 mol•L-1
HCO${\;}_{3}^{-}$?H++CO${\;}_{3}^{2-}$ Ka2=5.6×10-11 mol•L-1
HClO?H++ClO- Ka=4.7×10-8 mol•L-1
請寫出氯氣和碳酸鈉在物質的量之比為1:1時發(fā)生反應的離子方程式:Cl2+CO32-+H2O═Cl-+HClO+HCO3-

分析 (1)根據蓋斯定律,由已知熱化學方程式乘以適當的系數進行加減,構造目標熱化學方程式,反應熱也處于相應的系數進行相應的加減,據此計算△H;
(2)①根據公式v=$\frac{△c}{△t}$計算求解,化學平衡常數等于平衡時生成物的濃度冪之積比上反應物濃度冪之積,平衡常數是溫度的函數;
②在t2時刻,v突然增大且平衡逆向移動,故可能的原因是升高反應溫度或增加產物CO2或H2的濃度等;t8時刻v突然增大但原平衡沒有移動,故改變的條件是使用催化劑或加壓,縮小容器體積;
③反應后所得溶液中溶質為等物質的量的Na2CO3和NaHCO3,碳酸鈉的水解程度大于碳酸氫鈉的水解程度,所以碳酸氫根離子的濃度大于碳酸根離子的濃度,由此分析解答;
(3)利用電離常數可知酸性:H2CO3>HClO>HCO3-,然后應用強酸制弱酸,而氯氣與Na2CO3以物質的量1:1進行反應時的反應原理為氯氣與水反應生成的HCl與Na2CO3作用生成NaHCO3與NaCl,由此分析解答.

解答 解:(1)已知:①2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l)△H1=-2741.8kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ/mol
根據蓋斯定律,①+②×3得2C3H8(g)+10O2(g)=6CO2(g)+8H2O(l),△H3=-2741.8kJ/mol+(-566kJ/mol)×3=-4439.8kJ/mol,
即C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2219.9kJ/mol,
故答案為:-2219.9;
(2)①利用熱化學方程式可知,放出36.9 kJ的熱量時消耗n(CO)=$\frac{36.9}{41}$=0.9 mol,故0~ta,容器A中v(CO)=$\frac{0.9}{1×{t}_{a}}$=$\frac{0.9}{{t}_{a}}$ mol•L-1•min-1;化學平衡常數Ka=$\frac{c(C{O}_{2})•c({H}_{2})}{c(CO)•c({H}_{2}O)}$=$\frac{0.9×0.9}{0.6×1.0}$=1.35;因A、B容器反應溫度相同,故反應的平衡常數相等,
故答案為:$\frac{0.9}{{t}_{a}}$;1.35;等于;
②在t2時刻,v突然增大且平衡逆向移動,故可能的原因是升高反應溫度或增加產物CO2或H2的濃度等;t8時刻v突然增大但原平衡沒有移動,故改變的條件是使用催化劑或加壓,縮小容器體積,
故答案為:升高溫度(或增大CO2的濃度或增大H2的濃度);使用催化劑或加壓(減小容器的體積);
③反應后所得溶液中溶質為等物質的量的Na2CO3和NaHCO3,溶液中Na+濃度最大,因CO32-水解程度大于HCO3-,引起c(CO32-)<c(HCO3-)且溶液呈堿性,所以離子濃度大小為:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),故答案為:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);
(3)利用電離常數可知酸性:H2CO3>HClO>HCO3-,故氯氣與Na2CO3以物質的量1:1進行反應時的反應原理為氯氣與水反應生成的HCl與Na2CO3作用生成NaHCO3與NaCl,HClO與NaHCO3不能發(fā)生反應,故反應的離子方程式為Cl2+CO32-+H2O═Cl-+HClO+HCO3-,故答案為:Cl2+CO32-+H2O═Cl-+HClO+HCO3-

點評 本題考查蓋斯定律的應用、求化學反應速率、化學平衡常數、影響化學平衡常數的影響因素和離子濃度大小的比較,綜合性強,有一定的難度.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

1.某溫度下,向體積為2L的密閉容器中加入CH3OH,發(fā)生反應2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-25kJ•mol-1,反應過程中測定的部分數據見下表.已知該溫度下反應的平衡常數K=400,下列說法正確的是( �。�
反應時間/minn(CH3OH)/moln(CH3OCH3)/mo
02.050
t10.6
t20.05
A.反應在t2 min時v≠v
B.反應達到平衡時,放出的熱量為50 kJ
C.反應在t1 min內的平均速率為v(CH3OH)=$\frac{0.6}{{t}_{1}}$mol•L-1•min-1
D.若反應達到平衡后,縮小容器體積,$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})}{c(C{H}_{3}OH)}$變大

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.在相同溫度和壓強下,將等質量的硫分別在足量的純氧氣中、空氣中燃燒,設前者放出的熱量為Q1,后者放出的熱量為Q2,則Q1和Q2相對大小判斷正確的是( �。�
A.Q1=Q2B.Q1>Q2C.Q1<Q2D.無法判斷

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

6.某化學興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應,用如圖裝置進行有關實驗.請回答下列問題:

(1)裝置A中發(fā)生的化學反應的化學方程式為Cu+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O.
(2)裝置B可作儲氣之用,稱之為儲氣瓶,B中廣口瓶內應盛放的液體是①(填序號)
①水    ②酸性KMnO4    ③NaHCO3溶液      ④NaOH溶液
(3)裝置C中觀察到的現象有淡黃色沉淀產生,裝置D中觀察到的現象品紅溶液褪色.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

13.室溫下,用0.1mol/L氨水分別滴定20.0mL、0.1mol/L的鹽酸和醋酸,曲線如圖所示,下列說法正確的(  )
A.I曲線表示的是滴定鹽酸的曲線
B.x=20
C.滴定過程中$\frac{c(N{H}_{4}^{+})}{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}$的值逐漸減小
D.當I曲線和II曲線pH均為7時,一溶液中的c(Cl-)等于另一溶液中的c(CH3COO-

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

3.E、F、I標準狀況下是氣體單質,其中E為有剌激性氣味的氣體,X、Y是常見的金屬單質,參加反應的水以及生成的水在圖中已略去.

填寫下列空白:
(1)E是Cl2;J是Fe(OH)3.(寫化學式)
(2)寫出D+X→F+G的離子方程式:2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑.
(3)寫出A+B→C+E的化學方程式:NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

10.某溶液中可能含有Na+、K+、AlO2-、CO32-、SO32-、Cl-中的若干種離子.某同學設并完成了如下實驗:

已知:AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-
根據以上的實驗操作與現象,該同學得出的結論不正確的是(  )
A.沉淀2放置在空氣中,若質量增加,試樣中肯定存在SO32-
B.試樣溶液中加人稍過量的NH4C1溶液能得到與沉淀1成分相同的物質
C.上述流程步驟(1)(2)(3)的順序改為(3)(2)(1),可能會獲得相同的實驗現象
D.試樣溶液中肯定存在A102-、Cl-,其中Na+、K+至少存在1種

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

7.25℃時,部分弱酸的電離平衡常數如表所示.下列反應的離子方程式書寫錯誤的是( �。�
 弱酸 H2SO3HClO  H2CO3
 Ka1 1.54×10-2 2.95×10-8 4.30×10-7
 Ka2 1.02×10-7- 5.61×10-11
A.NaClO溶液中通入少量CO2:ClO-+H2O+CO2═HCO3-+HClO
B.氯水中加入少量NaCO3粉末:HCO3-+H+═H2O+CO2
C.NaClO溶液中通入少量SO2:2ClO-+H2O+SO2═SO32-+2HClO
D.Na2CO2溶液中緩慢通入少量SO2:2CO32-+H2O+SO2═SO32-+2HCO3-

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

8.第Ⅵ族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現出多種價態(tài),含第Ⅵ族元素的化合物在研究和生產中有許多重要用途,請回答下列問題.
 (1)在元素周期表中N、O、F三種元素相鄰,這三種元素的第一電離能由小到大的順序是O<N<F.
(2)Se原子基態(tài)核外電子的排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p4;CSe2首次是由H2Se與CCl4反應后制取的,CSe2分子內的Se-C-Se鍵角大于(填“大于”“等于”或“小于”)H2Se分子內的H-Se-H的鍵角.
(3)根據價層電子對互斥理論,可以推知SO2分子的空間構型為sp2,其中S原子采用的軌道雜化形式為V形.
(4)銅能與類鹵族(SCN)2反應生成Cu(SCN)2,(SCN)2分子中σ鍵與π鍵的個數比為5:4;類鹵族(SCN)2對應的酸有兩種,理論上硫氰酸(H-S-C≡N)的沸點低于異硫氰酸(H-N=C=S)的沸點,其原因是異硫氰酸分子間可形成氫鍵而硫氰酸分子間不能形成氫鍵.
(5)銅與氧能形成CuO和Cu2O兩種氧化物,某種銅的氧化物的結構如圖所示.
①該氧化物的化學式為CuO.
②該晶體中氧原子的配位數為4,晶體中距離最近的4個銅原子構成的幾何形狀為正四面體.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案