分析 (1)圖1分析書寫熱化學方程式,結合C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393kJ•mol-1和蓋斯定律計算得到FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3的熱化學方程式;
(2)①2min后達到平衡,測得Fe2O3在反應中質量減少4.8g,依據(jù)化學方程式反應前后質量變化計算生成氫氣的物質的量,根據(jù)反應速率概念計算得到氫氣的反應速率;
②反應達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,各組分濃度保持不變,據(jù)此分析;
③2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)═Fe2O3(s)+3CH4(g),根據(jù)圖2中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ圖象,CO百分含量,由小到大,Ⅱ<Ⅰ<Ⅲ,結合化學平衡移動分析解答;根據(jù)溫度對平衡的影響來判斷,升高溫度平衡逆向移動,CO的轉化率減小,據(jù)此判斷Fe2O3(s)+3CH4(g)═2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)△H大��;
④該燃料電池中,通入甲烷的一極為原電池的負極,發(fā)生氧化反應,根據(jù)圖示信息知道負極電極反應式為:H2-2e-+CO32-=CO2+H2O,通入空氣和CO2的混合氣體一極為原電池的正極,發(fā)生還原反應,電極反應式為O2+4e-+2CO2=2CO32-,
(3)800℃時,混合氣體中CO2體積分數(shù)為40%時,圖象分析可知Fe2O3用CO還原得到氧化亞鐵和一氧化碳;
(4)A.加水稀釋,則水解平衡正向移動;
B.固體不能影響化學平衡;
C.控制條件使平衡正向移動,水解為吸熱反應,所以升溫平衡正向移動;
D.加入碳酸鈉,則消耗氫離子,平衡正向移動.
解答 解:(1)①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393kJ•mol-1
鐵及其化合物反應的焓變示意圖如圖1:寫出熱化學方程式為:
②2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s)△H=+1480KJ/mol,
③4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)△H=-1648KJ/mol
蓋斯定律計算①×4-(②×2-③)得到FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3的熱化學方程式:4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g)△H=-260 kJ•mol-1,
故答案為:4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g)△H=-260 kJ•mol-1;
(2)①Fe2O3(s)+3CH4(g)═2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)
1mol 6mol
4.8g160g/mol n
n=0.18mol
氫氣表示的反應速率=0.18mol3L2min=0.03 mol•L-1•min-1,
故答案為:0.03 mol•L-1•min-1;
②A.反應中生成CO和H2的物質的量之比始終為1:2,不能說明反應正逆反應速率相同,故A錯誤;
B.反應前后氣體質量不變,氣體體積不變,當混合氣體的密度不再改變是沒反應達到平衡狀態(tài),故B正確;
C.鐵的物質的量不再改變說明反應達到平衡狀態(tài),故C正確;
D.反應速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比,為正反應速率之比,2 v正(CO)=v逆(H2)說明反應達到平衡狀態(tài),v正(CO)=2v逆(H2)不能說明反應正逆反應速率相同,故D錯誤;
故答案為:BC;
③在容積均為VL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個相同密閉容器中加入足量“納米級”的金屬鐵,然后分別充入a molCO和2amol H2,2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)═Fe2O3(s)+3CH4(g),根據(jù)圖2中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ圖象,CO百分含量,由小到大依次為:Ⅱ<Ⅰ<Ⅲ,T1中的狀態(tài)轉變成T2中的狀態(tài),CO百分含量減小,說明平衡正向移動,說明T1未達平衡狀態(tài),T2中的狀態(tài)轉變成T3中的平衡狀態(tài),CO百分含量增大,說明平衡逆向移動,說明T2可能達平衡狀態(tài),一定達到化學平衡狀態(tài)的是Ⅲ,2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)═Fe2O3(s)+3CH4(g),該反應正反應為放熱反應,上述反應Fe2O3(s)+3CH4(g)═2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)的△H大于0,
故答案為:III,大于;
④根據(jù)電極反應:負極電極反應式為:H2-2e-+CO32-=CO2+H2O,通入空氣和CO2的混合氣體一極為原電池的正極,發(fā)生還原反應,電極反應式為O2+4e-+2CO2=2CO32-,電解精煉銅,陰極上銅離子得到電子生成銅,電極反應Cu2++2e-=Cu,當電路有0.1mol e-轉移反應生成銅0.05mol,如果全部是銅放電,則溶解的銅的質量=0.05mol×64g/mol=3.2g,粗銅有比銅更活潑的金屬首先放電,所以溶解的銅小于3.2g,
故答案為:O2+4e-+2CO2═2CO32-,<;
(3)800℃時,混合氣體中CO2體積分數(shù)為40%時,由圖可知,“800℃、CO2體積分數(shù)為40%”時,在C區(qū),此時為FeO的穩(wěn)定區(qū)域,故產物為FeO,F(xiàn)e2O3用CO還原得到氧化亞鐵和一氧化碳,反應的化學方程式為:Fe2O3+CO800℃_2FeO+CO2,
故答案為:Fe2O3+CO 800℃_ 2FeO+CO2;
(4)A.加水稀釋,促進水解平衡正向移動,故A不符合;
B.固體不能影響化學平衡,加入少量鐵粉平衡不變,故B符合;
C.水解為吸熱反應,所以升溫平衡正向移動,故C不符合;
D.加入碳酸鈉,和水解生成的氫離子反應消耗氫離子,促進平衡正向移動,故D不符合;
故答案為:B;
點評 本題考查了圖象分析判斷的方法應用,主要是熱化學方程式書寫、平衡計算和平衡標志分析、原電池原理的分析判斷和電極反應的分析判斷,掌握基礎是解題的關鍵,題目難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 放電時,每轉移2mol電子,理論上需要消耗9.5gNaBH4 | |
B. | 電極a采用MnO2,MnO2既作電極材料又有催化作用 | |
C. | 電池放電時Na+從b極區(qū)移向a極區(qū) | |
D. | 電池的負極反應為BH4-+2H2O-8e-═BO2-+8H+ |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 在過氧化鈉與水的反應中,每生成0.1mol氧氣,轉移的電子數(shù)目為0.4NA | |
B. | 氫氧燃料電池正極消耗22.4L氣體時,電路中通過的電子數(shù)目為4NA | |
C. | 在30g二氧化硅晶體中含有的共價鍵數(shù)目為2NA | |
D. | 將常溫下含NA個NO2、N2O4分子的混合氣體冷卻至標準狀況,其體積約為22.4L |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 常溫下,能穩(wěn)定存在的R的氧化物都是酸性氧化物 | |
B. | R的氣態(tài)氫化物的水溶液具有強酸性 | |
C. | R是金屬元素 | |
D. | R的氣態(tài)氧化物不能在氧氣中燃燒 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物 | |
B. | 煤炭中起作用的主要成分是C | |
C. | 冶煉Zn的反應方程式為:ZnCO3+2C高溫_Zn+3CO↑ | |
D. | 該冶煉鋅的方法屬于熱還原法 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 羊毛、棉花、淀粉都是自然界存在的天然高分子化合物 | |
B. | 生物煉銅的原理是利用某些具有特殊本領的細菌把不溶性的硫化銅轉化為銅單質 | |
C. | 霾是懸浮在大氣中的大量微小塵粒、煙�;螓}粒的集合體,霾的形成與PM2.5有直接關系 | |
D. | 一些有機溶劑(如乙醚、乙醇、苯、丙酮等)沸點低且極易被引燃,加熱時最好用水浴加熱 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | R元素的氫化物常溫下可能為液態(tài) | |
B. | R一定是第ⅣA族元素 | |
C. | R的氣態(tài)氫化物化學式為H2R | |
D. | R元素的氣態(tài)氫化物比同周期其他元素的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定 |
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