(2008•南京一模)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用.
来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:化学作业 时间:2024/05/16 01:54:07
(2008•南京一模)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用.
(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体.甲烷气体燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol.
356g“可燃冰”(分子式为CH4•9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水.放出的热量为______.
(2)某种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入液化石油气(以C4H10表示),电池的电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下传导O2-.
已知该电池负极的电极反应为:C4H10+2O2--4e-=CO2+H2O,则该电池正极的电极反应式为______,电池工作时,固体电解质里的O2-向______极移动.
(3)已知一氧化碳与水蒸气的反应为:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
①T℃时,在一定体积的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应并保持温度不变,各物质浓度随时间变化如下表:T℃时物质的浓度(mol/L)变化
第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时,改变某一条件后测得的.第4~5min之间,改变的条件是______,第5~6min之间,改变的条件是______.T℃时该化学反应的平衡常数是______.
②已知420℃时,该化学反应的平衡常数为9.如果反应开始时,CO和H2O(g)的浓度都是0.01mol/L,则CO在此条件下的转化率为______.
③397℃时该反应的平衡常数为12,请判断该反应的△H______0(填“>”、“=”、“<”).
(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体.甲烷气体燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol.
356g“可燃冰”(分子式为CH4•9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水.放出的热量为______.
(2)某种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入液化石油气(以C4H10表示),电池的电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下传导O2-.
已知该电池负极的电极反应为:C4H10+2O2--4e-=CO2+H2O,则该电池正极的电极反应式为______,电池工作时,固体电解质里的O2-向______极移动.
(3)已知一氧化碳与水蒸气的反应为:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
①T℃时,在一定体积的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应并保持温度不变,各物质浓度随时间变化如下表:T℃时物质的浓度(mol/L)变化
时间/min | CO | H2O(g) | CO2 | H2 |
0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
3 | 0.100 | 0.200 | 0.100 | 0.100 |
4 | 0.100 | 0.200 | 0.100 | 0.100 |
5 | 0.116 | 0.216 | 0.084 | C1 |
6 | 0.096 | 0.266 | 0.104 | C2 |
②已知420℃时,该化学反应的平衡常数为9.如果反应开始时,CO和H2O(g)的浓度都是0.01mol/L,则CO在此条件下的转化率为______.
③397℃时该反应的平衡常数为12,请判断该反应的△H______0(填“>”、“=”、“<”).
(1)365g中甲烷的物质的量为
365g
178g/mol=2mol,其完全燃烧生成CO2和H2O(l),可放出2mol×890.3 kJ=1780.6kJ的热量,故答案为:1780.6 kJ;
(2)根据原电池原理,正极O2得到电子生成负极O2-为O2+4e-=2O2-,电池中阴离子向负极移动,故答案为:O2+4e-=2O2-;负;
(3)①温度和体积不变时,第4~5min之间,平衡向逆反应方向移动,改变的条件为增加H2浓度是;由表可知第5~6min之间,增加H2O(g)浓度;第3min时达到平衡,T℃时该化学反应的平衡常数K=
c(H2)•c(CO2)
c(CO)•c(H2O)=
0.100×0.100
0.100×0.200=0.5,故答案为:增加H2浓度;增加H2O(g)浓度;0.5;
②420℃时,设参加反应的CO的浓度为x,则K=
c(H2)•c(CO2)
c(CO)•c(H2O)=
x•x
(0.01−x)•(0.01−x)=9,解之得x=0.0075mol/L,则在此条件下的转化率为
0.0075mol/L
0.01mol/L×100%=75%,故答案为:75%;
③397℃时该反应的平衡常数为12,降低温度平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应<0,故答案物:<.
365g
178g/mol=2mol,其完全燃烧生成CO2和H2O(l),可放出2mol×890.3 kJ=1780.6kJ的热量,故答案为:1780.6 kJ;
(2)根据原电池原理,正极O2得到电子生成负极O2-为O2+4e-=2O2-,电池中阴离子向负极移动,故答案为:O2+4e-=2O2-;负;
(3)①温度和体积不变时,第4~5min之间,平衡向逆反应方向移动,改变的条件为增加H2浓度是;由表可知第5~6min之间,增加H2O(g)浓度;第3min时达到平衡,T℃时该化学反应的平衡常数K=
c(H2)•c(CO2)
c(CO)•c(H2O)=
0.100×0.100
0.100×0.200=0.5,故答案为:增加H2浓度;增加H2O(g)浓度;0.5;
②420℃时,设参加反应的CO的浓度为x,则K=
c(H2)•c(CO2)
c(CO)•c(H2O)=
x•x
(0.01−x)•(0.01−x)=9,解之得x=0.0075mol/L,则在此条件下的转化率为
0.0075mol/L
0.01mol/L×100%=75%,故答案为:75%;
③397℃时该反应的平衡常数为12,降低温度平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应<0,故答案物:<.
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