(18分)碱金属元素的单质及其化合物被广泛应用于生产、生活中。
②一定量的Na在足量O2中充分燃烧,参加反应的O2体积为5.6 L(标准状况),则该反应过程中转移电子的数目为_________。
(2)金属锂广泛应用于化学电源制造,锂水电池就是其中的一种产品。该电池以金属锂和 钢板为电极材料,以LiOH为电解质,加入水即可放电。
总反应为:2Li+2H2O=2LiOH+H2↑
①锂水电池放电时,向_________极移动。
②写出该电池放电时正极的电极反应式:_________________。
③电解熔融LiCl可以制备金属Li。但LiC1熔点在873 K以上,高温下电解,金属Li产量极低。经过科学家不断研究,发现电解LiCl—KCl的熔盐混合物可以在较低温度下生成金属Li。
你认为,熔盐混合物中KCl的作用是_________________________________________。
写出电解该熔盐混合物过程中阳极的电极反应式:______________________________。
(3)最新研究表明,金属钾可作工业上天然气高温重整的催化剂,有关反应为:
。一定温度下,向2 L容积不变的密闭容器中充入4 mol 和6 mo1 H2O(g)发生反应,10 min时,反应达到平衡状态,测得CH4(g)和H2(g)的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
①0~10 min内用(CO)表示的化学反应速率为_________。
②下列叙述中,能够证明该反应已达到平衡状态的是_________(填序号)。
a.生成3 molH-H键的同时有4 molC-H键断裂
b.其他条件不变时,反应体系的压强保持不变
c.反应混合气体的质量保持不变
d.
③此温度下,该反应的化学平衡常数K=_________mo12·L-2。
(18分)
(1)①—317(2分)②3.01×1025或0.5NA(2分)
(2)①负(2分)②2H2O+2e‾=2OH‾+H2↑(2分)③降低LiCl的熔点(2分);2Cl‾-2e‾=Cl2↑(2分)
(3)①0.1mol•L-1•min-1(2分)②b(2分)③13.5(2分)
题目分析:(1)①根据盖斯定律,∆H=2∆H1—∆H2=—317kJ•mol‾1
②Na在足量O2中充分燃烧,生成Na2O2,参加反应的O2体积为5.6 L(标准状况),物质的量为0.25mol,则该反应过程中转移电子的物质的量为0.5mol,则数目为3.01×1025或0.5NA。
(2)①原电池内部电解质溶液中阳离子向正极移动,阴离子向阴极移动,所以OH‾向阴极移动。
②以LiOH为电解质,加入水即可放电,所以电池放电时正极反应为:2H2O+2e‾=2OH‾+H2↑
③电解时LiCl为熔融态,电解LiCl—KCl的熔盐混合物可以在较低温度下生成金属Li,所以熔盐混合物中KCl的作用是降低LiCl的熔点;阳极Cl‾失电子生成Cl2,电极方程式为:2Cl‾-2e‾=Cl2↑
(3)①v(CO)=v(CH4)=(4mol-2mol)÷2L÷10min=0.1mol•L-1•min-1。
②a、生成3 molH-H键,说明生成了3mol H2,同时有4 molC-H键断裂,说明1mol CH4反应,都是正反应,错误;b、反应容器恒容,反应前后气体系数不相等,其他条件不变时,反应体系的压强保持不变,证明该反应已达到平衡状态,正确;c、反应物均为气体,根据质量守恒定律,不论反应是否平衡,气体的质量不变,错误;d、H2O与H2的浓度之比与反应是否平衡无关,错误。
③根据图像可得平衡时,c(CO)=1mol•L‾1,c(H2)=3mol•L‾1,c(CH4)=1mol•L‾1,c(H2O)=2mol•L‾1,则平衡常数K=33×1÷(1×2)mo12·L-2=13.5mo12·L-2。