(13分)在100℃时,将0.100 mol 的四氧化二氮气体充入 1 L 恒容真空的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据:
时间(s) |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
c(N2O4)(mol/L) |
0.100 |
c1 |
0.050 |
c3 |
c4 |
c(NO2)(mol/L) |
0.000 |
0.060 |
c2 |
0.120 |
0.120 |
(1)该反应的平衡常数表达式为______________________;
从表中分析:c1________c2;c3________c4(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在下图中画出并标明此反应中c(N2O4)和c(NO2)的浓度随时间变化的曲线。
(3)在上述条件下,从反应开始直至达到化学平衡时,四氧化二氮的平均反应速率为__ mol/(L·s)。
(4)反应达到平衡后,下列条件的改变可使NO2气体的浓度增大的是
A.增大容器的容积 B.再充入一定量的N2O4
C.分离出一定量的NO2 D.再充入一定量的He
(12分)(1)氢能源是21世纪极具有发展前景的新能源之一,它既是绿色能源,又可循环使用。请在下图的每个空格中填上循环过程中反应物和生成物的分子式,以完成理想的氢能源循环体系图(循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在):
①_____,②_____。从能量转换的角度看,过程Ⅱ应是____能转化为_____能。
(2)图中的燃料电池也可以用A和氧气为原料。已知A分子是由碳和氢两元素的原子构成,并且8.00 g A中含有3.01×1023个分子。实验测得在298 K时,1 mol该气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳,放出890 kJ的热量。
①写出该气体的化学式:______。
②写出1 mol该气体燃烧时的热化学反应方程式:_____________。
③已知1 mol液态的水变成气态水时需要吸收44 kJ的热量,则1 mol该气体完全燃烧生成气态水和二氧化碳时放出的热量为________kJ。
④若该燃料电池中的电解质溶液为氢氧化钾溶液,则:电池正极反应为______________。
(4分)1836年,俄国籍瑞士化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关,而与其中间步骤无关。按此规律,结合下述反应的热化学方程式,回答问题。
已知:①NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH=-176 kJ/mol
②NH3(g)===NH3(aq) ΔH=-35.1 kJ/mol
③HCl(g)===HCl(aq) ΔH=-72.3 kJ/mol
④NH3(aq)+HCl(aq)===NH4Cl(aq) ΔH=-52.3 kJ/mol
⑤NH4Cl(s)===NH4Cl(aq) ΔH=?
则第⑤个热化学方程式中的反应热是 。
普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2,溶液呈碱性。根据这一物理化学特点,科学家发明了电动势法测水泥初凝时间。此方法的原理如下图所示,反应的总方程式为 2Cu+Ag2O===Cu2O+2Ag,下列有关说法不正确的是( )
A.普通水泥的主要成分是2CaO·SiO2,3CaO·SiO2和3CaO·Al2O3
B.测量原理示意图中,Ag2O为正极
C.负极的电极反应为2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O
D.电池工作时,OH-向正极移动
下图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A.生铁块中的碳是原电池的正极
B.红墨水柱两边的液面变为左低右高
C.两试管中相同的电极反应式是:Fe-2e―→Fe2+
D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀
金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)( )
A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2+ + 2e—== Ni
B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和Zn2+
D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt