考點(diǎn):用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖象的綜合應(yīng)用,電解原理
專題:化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題
分析:(1)據(jù)已知反應(yīng)利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式;2CO
2+2Na
2O
2=2Na
2CO
3+O
2,固體增加的質(zhì)量相當(dāng)于CO的質(zhì)量,2H
2+O
2=2H
2O,2H
2O+2Na
2O
2=4NaOH+O
2↑,
二者相加可得H
2+Na
2O
2=2NaOH,固體增加的質(zhì)量為相當(dāng)于H
2的質(zhì)量,以此計(jì)算;
(2)用惰性電極電解飽和食鹽水陽極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣;溶液中水的電離被促進(jìn)生成氫氧化鈉;電解NaCl結(jié)束后,再電解水2H
2O
2H
2↑+O
2↑;
(3)①t
1~t
2這段時(shí)間內(nèi)氫氣的濃度變化計(jì)算出氫氣的反應(yīng)速率;
②反應(yīng)前后氣體體積不變,增大水蒸氣的量平衡不移動(dòng),水蒸氣的物質(zhì)的量增大一倍,生成物增多一倍;
③根據(jù)t
1時(shí)逆反應(yīng)速率變化判斷改變的條件.
解答:
解:(1)已知①C(s)+O
2(g)=CO
2(g)△H
1=-393.5kJ?mol
-1②C(s)+H
2O(g)=CO(g)+H
2(g)△H
2=+131.3kJ?mol
-1,據(jù)蓋斯定律,①-②得:CO(g)+H
2(g)+O
2(g)=H
2O(g)+CO
2(g)△H=-524.8kJ?mol
-1;
2CO
2+2Na
2O
2=2Na
2CO
3+O
2,固體增加的質(zhì)量相當(dāng)于CO的質(zhì)量,2H
2+O
2=2H
2O,2H
2O+2Na
2O
2=4NaOH+O
2↑,
二者相加可得H
2+Na
2O
2=2NaOH,固體增加的質(zhì)量為相當(dāng)于H
2的質(zhì)量,所以有一氧化碳和氫氣16g,標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6LCO、H
2的混合氣體物質(zhì)的量為1.5mol,
設(shè)混合氣體中含有xmolCO,ymolH
2,
則 28x+2y=16
x+y=1.5
解得x=0.5,y=1,相同條件下,其物質(zhì)的量之比等于體積比,所以混合氣體中CO、H
2的體積比為1:2,
故答案為:-524.8,1:2;
(2)①用惰性電極電解飽和食鹽水,陽極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣;溶液中水的電離被促進(jìn)生成氫氧化鈉;電解NaCl結(jié)束后,再電解水2H
2O
2H
2↑+O
2↑,根據(jù)圖示1反應(yīng)裝置及現(xiàn)象可知M極連接的試管生成的氣體多,應(yīng)是電源的負(fù)極,故答案為:負(fù)極;
②用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí),陽極上氯離子放電,陰極上氫離子放電,同時(shí)溶液中還生成氫氧化鈉,所以電池反應(yīng)式為2NaCl+2H
2O
2NaOH+H
2↑+Cl
2↑,離子方程式為:2Cl
-+2H
2O
2OH
-+H
2↑+Cl
2↑,故答案為:2Cl
-+2H
2O
2OH
-+H
2↑+Cl
2↑;
(3)鐵與水蒸氣反應(yīng)的方程式為:3Fe+4H
2O(g)
Fe
3O
4+4H
2 ,
①t
1~t
2這段時(shí)間內(nèi)氫氣的濃度變化為:0.35mol-0.20mol=0.15mol,這段時(shí)間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率v(H
2)=
=
mol?L
-1?s
-1,
故答案為:
mol?L
-1?s
-1;
②反應(yīng)前后氣體體積不變,增大水蒸氣的量平衡不移動(dòng),水蒸氣的物質(zhì)的量增大一倍,生成物增多一倍,生成的氫氣為0.40mol,
故答案為:0.40;
③t
1時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡,改變條件后逆反應(yīng)速率突然增大,且繼續(xù)增大,可知為加入催化劑或升高溫度或增大氣體反應(yīng)物濃度,
故答案為:加入催化劑或升高溫度(或增大氣體反應(yīng)物濃度).
點(diǎn)評(píng):本題考查了蓋斯定律、化學(xué)計(jì)算、原電池電解池、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,綜合性強(qiáng),題目難度較大.