Question

(18分)堿金屬元素的單質及其化合物被廣泛應用于生產、生活中。

②一定量的Na在足量O2中充分燃燒，參加反應的O2體積為5.6 L(標準狀況)，則該反應過程中轉移電子的數(shù)目為_________。

（2）金屬鋰廣泛應用于化學電源制造，鋰水電池就是其中的一種產品。該電池以金屬鋰和 鋼板為電極材料，以LiOH為電解質，加入水即可放電。

總反應為：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑

①鋰水電池放電時，向_________極移動。

②寫出該電池放電時正極的電極反應式：_________________。

③電解熔融LiCl可以制備金屬Li。但LiC1熔點在873 K以上，高溫下電解，金屬Li產量極低。經過科學家不斷研究，發(fā)現(xiàn)電解LiCl—KCl的熔鹽混合物可以在較低溫度下生成金屬Li。

你認為，熔鹽混合物中KCl的作用是_________________________________________。

寫出電解該熔鹽混合物過程中陽極的電極反應式：______________________________。

（3）最新研究表明，金屬鉀可作工業(yè)上天然氣高溫重整的催化劑，有關反應為：

。一定溫度下，向2 L容積不變的密閉容器中充入4 mol 和6 mo1 H2O(g)發(fā)生反應，10 min時，反應達到平衡狀態(tài)，測得CH4(g)和H2(g)的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示。

①0～10 min內用(CO)表示的化學反應速率為_________。

②下列敘述中，能夠證明該反應已達到平衡狀態(tài)的是_________(填序號)。

a．生成3 molH-H鍵的同時有4 molC-H鍵斷裂

b．其他條件不變時，反應體系的壓強保持不變

c．反應混合氣體的質量保持不變

d．

③此溫度下，該反應的化學平衡常數(shù)K=_________mo12·L-2。

 

Answer 1

（18分）

（1）①—317（2分）②3.01×1025或0.5NA（2分）

（2）①負（2分）②2H2O+2e?=2OH?+H2↑（2分）③降低LiCl的熔點（2分）；2Cl?-2e?=Cl2↑（2分）

（3）①0.1mol?L-1?min-1（2分）②b（2分）③13.5（2分）

【解析】

試題分析：（1）①根據(jù)蓋斯定律，?H=2?H1—?H2=—317kJ?mol?1

②Na在足量O2中充分燃燒，生成Na2O2，參加反應的O2體積為5.6 L(標準狀況)，物質的量為0.25mol，則該反應過程中轉移電子的物質的量為0.5mol，則數(shù)目為3.01×1025或0.5NA。

（2）①原電池內部電解質溶液中陽離子向正極移動，陰離子向陰極移動，所以OH?向陰極移動。

②以LiOH為電解質，加入水即可放電，所以電池放電時正極反應為：2H2O+2e?=2OH?+H2↑

③電解時LiCl為熔融態(tài)，電解LiCl—KCl的熔鹽混合物可以在較低溫度下生成金屬Li，所以熔鹽混合物中KCl的作用是降低LiCl的熔點；陽極Cl?失電子生成Cl2，電極方程式為：2Cl?-2e?=Cl2↑

（3）①v（CO）=v（CH4）=（4mol-2mol）÷2L÷10min=0.1mol?L-1?min-1。

②a、生成3 molH-H鍵，說明生成了3mol H2，同時有4 molC-H鍵斷裂，說明1mol CH4反應，都是正反應，錯誤；b、反應容器恒容，反應前后氣體系數(shù)不相等，其他條件不變時，反應體系的壓強保持不變，證明該反應已達到平衡狀態(tài)，正確；c、反應物均為氣體，根據(jù)質量守恒定律，不論反應是否平衡，氣體的質量不變，錯誤；d、H2O與H2的濃度之比與反應是否平衡無關，錯誤。

③根據(jù)圖像可得平衡時，c(CO)=1mol?L?1，c(H2)=3mol?L?1，c(CH4)=1mol?L?1，c(H2O)=2mol?L?1，則平衡常數(shù)K=33×1÷（1×2）mo12·L-2=13.5mo12·L-2。

考點：本題考查蓋斯定律、氧化還原反應原理、原電池與電解池原理、反應速率、化學平衡的判斷及計算。