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20.(1)用O2將HC1轉化為Cl2,可提高效益,減少污染,傳統(tǒng)上該轉化通過如圖所示的催化劑循環(huán)實現,

其中,反應①為:2HCl(g)+CuO(s)?H2O(g)+CuCl2(s)△H1,反應②生成1mol Cl2 (g)的反應熱為△H2,則總反應的熱化學方程式為2HCl(g)+12O2(g)_H2O(g)+Cl2(g)△H=△H1+△H2.(反應熱用△H1和△H2表示).
(2)一定條件下測得上述反應過程中c(Cl2)的數據如下:
t(min)02.04.06.08.0
N(Cl2)/10-3(mol/L)01.83.75.47.2
計算2.0~6.0min內以HCl的物質的量濃度變化表示的反應速率1.8×10-3mol/(L•min).
(3)常溫下,將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池(圖1),測得原電池的電流強度(I)隨時間(t)的變化如圖2所示,反應過程中有紅棕色氣體產生.

0~tl時,原電池的負極是Al片,此時,正極的電極反應式是2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O,溶液中的H+向正極移動,tl時,原電池中電子流動方向發(fā)生改變,其原因是鋁鈍化后,銅成為負極.

分析 (1)由圖示可知,整個過程為:4HCl+O2=2Cl2+2H2O,反應②生成1molCl2(g)的反應熱為△H2,則反應熱化學方程式為:CuCl2(g)+12O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)△H2,根據蓋斯定律(①+②)×2可得總反應的熱化學方程式;
(2)根據v=ct計算2.0~6.0min內v(Cl2),再利用速率之比等于其化學計量數之比計算v(HCl);
(3)0~tl時,原電池的負極是Al片,此時,正極硝酸得到電子生成二氧化氮,陽離子向正極移動;tl時,原電池中電子流動方向發(fā)生改變,Cu作負極,Al為正極,以此來解答.

解答 解:(1)由圖示可知,整個過程為:4HCl+O2=2Cl2+2H2O,反應①為:2HCl(g)+CuO(s)?H2O(g)+CuCl2(s)△H1,
反應②生成1molCl2(g)的反應熱為△H2,則反應熱化學方程式為:CuCl2(g)+12O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)△H2
根據蓋斯定律(①+②)×2可得總反應的熱化學方程式:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)△H=2(△H1+△H2),所以2HCl(g)+12O2(g) _H2O(g)+Cl2(g)△H=△H1+△H2
故答案為:2HCl(g)+12O2(g) _H2O(g)+Cl2(g)△H=△H1+△H2;
(2)2.0~6.0min內,△c(Cl2)=(5.4-1.8)×10-3 mol/L,v(Cl2)=3.6×1034mol/(L•min),由4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)中化學計量數可知,2.0~6.0min內以HCl的物質的量濃度變化表示的反應速率3.6×1034mol/(L•min)×2=1.8×10-3 mol/(L•min),
故答案為:1.8×10-3 mol/(L•min);
(3)0~tl時,原電池的負極是Al片,此時,正極的電極反應式是2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O,溶液中的H+向正極移動,tl時,原電池中電子流動方向發(fā)生改變,其原因是鋁鈍化后,銅成為負極,
故答案為:2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O;正;鋁鈍化后,銅成為負極.

點評 本題考查反應熱、反應速率、原電池,為高頻考點,把握蓋斯定律應用、速率的計算、原電池原理為解答的關鍵,側重分析與應用能力的考查,注意化學反應原理的綜合應用,題目難度不大.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

13.一種“人工固氮”的新方法是在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑表面與水發(fā)生反應生成NH3:N2+3H2O?2NH3+32O2進一步研究NH3生成量與溫度的關系,部分實驗數據見表(反應時間3h):
T/℃304050
生成NH3量/(10-6 mol)4.85.96.0
請回答下列問題:
(1)50℃時從開始到3h內以O2物質的量變化表示的平均反應速率為1.5×10-6 mol•h-1
(2)該反應過程與能量關系可用如圖表示,則反應的熱化學方程式是:N2(g)+3H2O(l)=2NH3(g)+32O2(g)△H=+765.2kJ•mol-1

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

11.已知2A2(g)+B2(g)?2C(g);△H=-a kJ/mol(a>0),在一個有催化劑的固定容積的容器中加入2mol A2和1mol B2,在500℃時充分反應達平衡后C的濃度為w mol/L,放出熱量b kJ.請回答下列問題:
(1)比較a>b(填>、=、<)
(2)此反應的平衡常數表達式為K=c2Cc2A2cB2;
若將反應溫度升高到700℃,反應的平衡常數將減�。ㄔ龃蟆p小或不變).
(3)若在原來的容器中,只加入2mol C,500℃時充分反應達平衡后,吸收熱量ckJ,a、b、c之間滿足何種關系b+c=a(用代數式表示).
(4)能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是bc(填序號,有一個或多個選項符合題意,下同).
a、v(C)=2v(B2)                    b、容器內氣體壓強保持不變
c、v(A2)=2v(B2)               d、容器內的氣體密度保持不變
(5)為使該反應的反應速率增大,且平衡向正反應方向移動的是c.
a、及時分離出C氣體              b、適當升高溫度;
c、增大B2的濃度                  d、選擇高效的催化劑
(6)保持溫度不變,按下列比例充入固定容積的容器中,達到平衡后C的濃度仍為w mol/L的是②④⑤.
①4molA+2molB         ②2molC     ③2molA+1molB+2molC
④1.2molA+0.6molB+0.8molC        ⑤1molA+0.5molB+1molC
(7)若將上述容器改為恒壓容器(反應前體積相同),起始時加入2mol A2和1mol B2,500℃時充分反應達平衡后,放出熱量dkJ,則d>b(填>、=、<).
(8)在容積為1L的密閉容器中,進行如下反應:A(g)+2B(g)?C(g)+D(g),在不同溫度下,D的物質的量n(D)和時間t的關系如圖.
①若最初加入1.0mol A和2.2mol B,利用圖中數據計算800℃時的平衡常數K=0.90.9,該反應為吸熱反應(填“吸熱”或“放熱”).
②800℃時,某時刻測得體系中物質的量濃度如下:
c(A)=0.06mol/L,c(B)=0.50mol/L,c(C)=0.20mol/L,c(D)=0.018mol/L,則此時該反應向正方向進行(填“向正方向進行”、“向逆方向進行”或“處于平衡狀態(tài)”).

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

8.將4molA氣體和2molB氣體在2L密閉容器中混合并在一定條件下發(fā)生反應;2A(g)+B(g)?2C(g).若經過2s后測得C的濃度為0.6mol/L,則
(1)用物質A表示的反應速率為:0.3mol•L-1•s-1
(2)2s時物質B的濃度:0.7mol/L
(3)反應過程中容器內氣體的平均相對分子質量如何變化?增大(填“增大”“減小”或“不變”,下同).氣體的密度如何變化?不變.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

15.t℃時Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示.下列說法正確的是( �。�
A.加熱蒸發(fā)飽和Ag2CrO4溶液再恢復到t℃,可使溶液由Y點變到Z點
B.在X點沒有Ag2CrO4沉淀生成,則此時溫度低于t℃
C.向飽和Ag2CrO4溶液中加入少量AgNO3固體,可使溶液由Z點到Y點
D.在t℃時,Ag2CrO4的Ksp為1×10-9

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

5.一定溫度下,在2L的密閉容器中發(fā)生如下反應:A(s)+2B(g)?xC(g)△H<0,B、C的物質的量隨時間變化的關系如圖一,達平衡后在t1、t2、t3、t4時都只改變了一種條件,逆反應速率隨時間變化的關系如圖二.

下列有關說法正確的是( �。�
A.t2時改變的條件可能是增大c(C),平衡時B的物質的量分數增大
B.t1時改變的條件是降溫,平衡逆向移動
C.t3時可能是減小壓強,平衡不移動;t4時可能是使用催化劑,c(B)不變
D.x=2,反應開始2 min內,v(B)=0.1 mol/(L•min)

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

12.(1)已知14g N2與足量H2反應放出46kJ的熱量,則該反應的熱化學方程式是N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol
(2)用電子式表示NH3的形成過程3H•+
(3)Na3N 可與水反應生成NH3,現將Na3N 放入過量鹽酸中可以生成2種鹽,化學方程式為Na3N+4HCl=3NaCl+NH4Cl
(4)根據如圖所示情況,判斷下列說法中錯誤的是ABC.
A.該反應表示二氧化碳和氫氣反應吸熱41kJ
B.該反應表示1分子二氧化碳和1分子氫氣反應吸收41kJ的熱量
C.該反應為放熱反應
D.其熱化學方程式為:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=+41kJ/mol.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.在某容積一定的密閉容器中,有下列的可逆反應:A(g)+B(g)?xC(g),有圖Ⅰ所示的反應曲線,試判斷對圖Ⅱ的說法中正確的是(T表示溫度,P表示壓強,C%表示C的體積分數)(  )
A.P3>P4,y軸表示B的轉化率
B.P3<P4,y軸表示B的體積分數
C.P3<P4,y軸表示混合氣體的密度
D.P3<P4,y軸表示混合氣體的平均摩爾質量

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

10.若取等質量的鋁粉分別與足量的稀鹽酸和NaOH溶液反應,所得氫氣的體積在同樣條件下相比( �。�
A.與酸反應產生氫氣多B.與堿反應產生氫氣多
C.一樣多D.不知道鋁粉的質量,無法比較

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