(12分)随着科学技术的发展,阿佛加德罗常数的测定手段越来越多,测定的精度也越来越高。现有一种简单可行的测定方法,具体步骤为:
①将NaCl固体细粒干燥后,准确称取m gNaCl固体细粒并转移到定容 仪器A中
②用滴定管向A仪器中加苯,不断振荡,继续加苯到A仪器的刻度,计算出NaCl固体的体积V cm3。
(1)步骤①中仪器A最好使用 (填序号)
A.量筒 | B.烧杯 | C.容量瓶 | D.试管 |
(2)步骤②中是否用酸式滴定管还是用碱式滴定管 ,理由是
(3)能否用水代替苯 ,理由 是 。
(4)已知NaCl晶体中,靠得最近的Na+、Cl—间的距离为a cm(如下图),则用上述方法测得的阿佛加德常数NA的表达式为NA= mol-1。
白磷、红磷是磷的两种同素异形体,在空气中燃烧得到磷的氧化物,空气不足时生成P4O6,空气充足时生成P4O10。
(1)已知298 K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为
P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s) ΔH1=-2 983.2 kJ·mol-1
P(s,红磷)+O2(g)===
P4O10(s) ΔH2=-738.5 kJ·mol-1
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为。
(2)已知298 K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s,白磷)+3O2(g)===P4O6(s) ΔH=-1638 kJ·mol-1。在某密闭容器中加入62 g白磷和50.4 L氧气(标准状况),控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为,反应过程中放出的热量为。
(3)已知白磷和PCl3的分子结构如图,现提供以下化学键的键能(kJ·mol-1):P—P 198,Cl—Cl 243,P—Cl 331。
则反应P4(s,白磷)+6Cl2(g)===4PCl3(s)的反应热ΔH=。
(1)在焙烧炉中发生反应:
①Fe2O3(s)+3C(s) ===2Fe(s)+3CO(g) ΔH=-492.7 kJ·mol-1
②3CO(g)+Fe2O3(s) ===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=+25.2 kJ·mol-1
则2Fe2O3(s)+3C(s) ===4Fe(s)+3CO2(g) ΔH=kJ·mol-1。
(2)天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛。甲烷蒸汽转化法制H2的主要转化反应如下:
CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2 kJ·mol-1
CH4(g)+2H2O(g) ===CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165.0 kJ·mol-1
上述反应所得原料气中的CO能使氨合成催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是。
根据下列条件计算有关反应的焓变:
(1)已知:
Ti(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l) ΔH=-804.2 kJ·mol-1
2Na(s)+Cl2(g)==="2NaCl(s)" ΔH=-882.0 kJ·mol-1
Na(s)===Na(l) ΔH=+2.6 kJ·mol-1
则反应TiCl4(l)+4Na(l)===Ti(s)+4NaCl(s)的ΔH=kJ·mol-1。
(2)已知下列反应数值:
序号 |
化学反应 |
反应热 |
① |
Fe2O3(s)+3CO(g)=== 2Fe(s)+3CO2(g) |
ΔH1=-26.7 kJ·mol-1 |
② |
3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) |
ΔH2=-50.8 kJ·mol-1 |
③ |
Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) |
ΔH3=-36.5 kJ·mol-1 |
④ |
FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) |
ΔH4 |
则反应④的ΔH4=kJ·mol-1。
请参考题中图表,已知E1=134 kJ·mol-1、E2=368 kJ·mol-1,根据要求回答问题:
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下:
①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1,则甲醇蒸汽燃烧为液态水的热化学方程式为。
(3)如表所示是部分化学键的键能参数:
化学键 |
P—P |
P—O |
O===O |
P===O |
键能/kJ·mol-1 |
a |
b |
c |
x |
已知白磷的燃烧热为d kJ·mol-1,白磷及其完全燃烧的产物的结构如图Ⅱ所示,则表中x=kJ·mol-1(用含a、b、c、d的代表数式表示)。
二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型能源,它清洁、高效、具有优良的环保性能。
Ⅰ.工业制备二甲醚的生产流程如下:
催化反应室中(压强2.0~10.0 MPa,温度230~280℃)进行下列反应:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=-90.7 kJ/mol ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-23.5 kJ/mol ②
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2 kJ/mol ③
(1)甲烷氧化可制得合成气,反应如下:CH4(g)+O2(g)
CO(g)+2H2(g) ΔH=-35.6 kJ/mol。该反应是反应(填“自发”或“非自发”)。
(2)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=。830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K1.0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)上述反应中,可以循环使用的物质有。
Ⅱ.如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。b电极是极。