Question

【題目】按要求完成下列填空

Ⅰ．已知： ① 2C3H8(g) + 7O2(g) ===6CO(g) + 8H2O(l) ΔH＝－2741.8 kJ/mol

② 2CO(g) + O2(g) ===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ/mol

（1）反應C3H8(g) + 5O2(g) ===3CO2(g) + 4H2O(l)的ΔH＝___________________________________

（2）C3H8在不足量的氧氣里燃燒，生成CO和CO2以及氣態水，將所有的產物通入一個固定體積的密閉容器中，在一定條件下發生如下可逆反應：CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) ΔH＞0

① 下列事實能說明該反應達到平衡的是___________（填序號）

a．體系中的壓強不發生變化 b．υ正(H2)=υ逆(CO)

c．混合氣體的平均相對分子質量不發生變化 d．CO2的濃度不再發生變化

② 在某溫度下，反應物的起始濃度分別為：c(CO)=1 mol/L, c(H2O)=2.4 mol/L; 達到平衡后，CO的轉化率為60％，該反應在此溫度下的平衡常數是___________

（3）熔融碳酸鹽燃料電池的電解質為Li2CO3和 Na2CO3的混合物，燃料為CO，在工作過程中，電解質熔融液的組成、濃度都不變，寫出負極發生的電極反應式_________________。

Ⅱ．氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它可用石英與焦炭在高溫的氮氣流中反應制得：

____SiO2 + C + N2 Si3N4 + CO 根據題意完成下列各題：

（1）配平上述化學反應方程式。

（2）為了保證石英和焦炭盡可能的轉化，氮氣要適當過量。某次反應用了30 mol氮氣，反應生成了5 mol一氧化碳，則此時混合氣體的平均摩爾質量是______________。

（3）氮化硅陶瓷的機械強度高，硬度接近于剛玉（A12O3），熱穩定性好，化學性質穩定。以下用途正確的是__________（填序號）

A．可以在冶金工業上制成坩堝、鋁電解槽襯里等設備

B．在電子工業上制成耐高溫的電的良導體

C．研發氮化硅的全陶發動機替代同類型金屬發動機

D．氮化硅陶瓷的開發受到資源的限制，沒有發展前途

Answer 1

【答案】－2219.9 kJ/mol b d 0.5 CO－2e－+ CO32－===2CO2 3 6 2 1 6 28 g/mol AC

【解析】

(1)由① 2C3H8(g) + 7O2(g) ===6CO(g) + 8H2O(l)ΔH＝－2741.8 kJ/mol ② 2CO(g) + O2(g) ===2CO2(g)ΔH＝－566 kJ/mol。根據蓋斯定律可以知道,可得（1）反應C3H8(g) + 5O2(g) =3CO2(g) + 4H2O(l)的ΔH＝,其反應熱為[－2741.8 kJ/mo +（－566 kJ/mol）/2=－2219.9 kJ/mol ；因此答案是: －2219.9 kJ/mol。
(2)①a.由反應可以知道,反應前后的壓強始終不變,則體系中的壓強不發生變化,不能判斷平衡,故a錯誤; b．υ正(H2)=υ逆(CO),正反應速率等于逆反應速率,達到平衡,故b正確;c.氣體的總質量不變,總物質的量不發生變化,不能判斷平衡,故c錯誤;d．CO2的濃度不再發生變化,由平衡的特征“定”可以知道,則化學反應達到平衡,故d正確;因此答案是:bd;

②C3H8在不足量的氧氣里燃燒,生成CO和CO2以及氣態水,所以起始有CO2,根據元素守恒可以知道, c(CO)=1 mol/L, c(H2O)=2.4 mol/L,二氧化碳為0.8mol/L,達到平衡后,CO的轉化率為60％,則CO的濃度變化量=1 mol/L=0.6mol,則

CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)
開始(mol/L ): 1 2.4 0 0
變化(mol/L ) : 0.6 0.6 0.6 0.6
平衡(mol/L ): 0.4 1.8 0.6 0.6
平衡常數K=0.6/0.60.6=0.5;答案是:0.5

Ⅱ．負極失電子化合價升高，且根據電解質溶液知負極反應方程式為CO－2e－+ CO32－===2CO2；答案：CO－2e－+ CO32－===2CO2。

（1）氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它可用石英與焦炭在高溫的氮氣流中反應制得,根據化合價升降守恒以及元素守恒定律配平方程式得：

3SiO2 +6C +2N2 Si3N4 + 6CO 答案： 3 6 2 1 6

（2）剩余的氣體為N2、CO，兩氣體的摩爾質量均為28 g/mol，則混合氣體的摩爾質量亦為28 g/mol；答案：28 g/mol。

（3）A.氮化硅具有很大的發展前景，可以在冶金工業上制成坩堝、鋁電解槽襯里等設備,故A正確；B.電子沒有傳遞的通道，所以不能導電，故B錯誤；C.氮化硅的結構與金剛石相似，也是原子晶體，硬度超過金剛石，可以替代同類型的金屬設備,故C正確；D.氮化硅的制造材料并不缺乏，硅是地殼含量第二高元素，氮是空氣中含量最高的元素，因此開發不會受到資源的限制，故D錯誤；正確答案為AC。