解题思路:(1)利用盖斯定律可以计算反应的焓变;
(2)增加氢气的量能够使二氧化碳的转化率增大;升高温度化学平衡向着吸热方向进行;
(3)a、化学平衡常数=[各种生成物浓度系数次方的乘积/各种反应物浓度系数次方的乘积](固体和纯溶剂不列入表达式中);
b、化学反应速率等于单位时间内物质的浓度的变化量;
c、物质的转化率=[变化量/初始量× 100%,
d、混合气体的密度=
混合气体的质量
体积],看分子和分母的变化来判断是否为平衡状态;
(4)失电子的极为负极,燃料电池中燃料作负极,氧气在正极上放电;
(5)根据沉淀的溶度积表达式Ksp=[Ca2+][CO32-]来进行计算.
(1)根据盖斯定律,乙烯水化制乙醇的反应应是2CO2(g)+3H2O(l)═C2H5OH(1)+3O2(g)△H=+1366.8kJ/mol
和2CO2(g)+2H2O(l)═C2H4(g)+3O2(g)△H=+1411.0kJ/mol的差,故C2H4(g)+H2O(l)═C2H5OH(l)△H=-44.2 kJ/mol,故答案为:C2H4(g)+H2O(l)═C2H5OH(l)△H=-44.2 kJ/mol;
(2)①温度一定时,提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],相当于增加氢气的量,增加氢气的量能够使二氧化碳的转化率增大,故答案为:增大;
②从表中数据看出:温度越高,二氧化碳的转化率越小,升高温度化学平衡向着吸热方向,即向着使二氧化碳的转化率减小的方向(逆向)进行,故正向是放热反应,故答案为:放;
(3)a、化学平衡常数=[各种生成物浓度系数次方的乘积/各种反应物浓度系数次方的乘积](固体和纯溶剂不列入表达式)=K=
c(CH3OH)•c(H2O)
c3(H2)•c(CO2),故a正确;
b、H2的平均反应速率=
△cH2
△t=0.3mol/(l•min),而不是3mol/(l•s),选项单位错误,故B错误;
c、甲醇的浓度为0.2mol/L,生成的物质的量为0.4mol,则消耗掉的二氧化碳为0.4mol,所以二氧化碳物质的转化率=[变化量/初始量× 100%=
0.4mol
1mol]×100%=40%,故c错误;
d、混合气体的密度=[混合气体的质量/体积],混合气体的质量遵循质量守恒,任何状态下质量均是定值,此反应又是在固定容积为2L的密闭容器中发生,所以体积在任何状态下均是定值,所以密度在任何状态下均是定值,故d错误,故答案为:bcd;
(4)根据乙醇燃料电池的结构示意图可以看出a极为失去电子的极,失电子的极为负极,在燃料电池中燃料作负极,氧气在正极上放电,故答案为:乙醇;O2+4e-+2H2O=4OH-;
(5)根据碳酸钙沉淀的溶度积表达式Ksp=[Ca2+][CO32-],生成沉淀所需Ca2+的最小浓度c=
Ksp
cCO32−=
2.8×10−9
1.0×10−4=2.8×10-5mol/L,故答案为:2.8×10-5mol/L.
点评:
本题考点: 常见的生活环境的污染及治理;用盖斯定律进行有关反应热的计算;电极反应和电池反应方程式;化学平衡常数的含义;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.
考点点评: 本题考查了学生对电化学和化学平衡知识的掌握,要求学生具有分析和解决问题的能力,难度不大.
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