序號 | 反應 | △H(kJ•mol-1) | K | |
300°C | 800°C | |||
Ⅰ | MnCO3(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)?MnO2(s)+CO2(g) | a | 3.0×107 | 1.8×105 |
Ⅱ | MnCO3(s)+$\frac{1}{4}$O2(g)?$\frac{1}{2}$Mn2O3(s)+CO2(g) | b | 1.7×103 | 2.4×105 |
Ⅲ | MnCO3(s)+$\frac{1}{6}$O2(g)?$\frac{1}{3}$Mn3O4(s)+CO2(g) | c | 9.8 | 9.6×104 |
分析 (1)Mn電極中Mn失去電子生成Mn3O4,做原電池負極,則石墨電極為原電池正極,通入空氣反應,O2參加電極反應,據此寫出電極反應式;
(2)①常溫下,往硫酸錳溶液中加入氨水,控制溶液的pH 為10,使Mn2+轉化為Mn(OH)2 沉淀,根據溶度積常數計算;
②濾渣轉化為Mn3O4,濾渣為Mn(OH)2,被O2氧化成Mn3O4;
(3)①反應I中,溫度升高,化學平衡常數減小,表明正反應趨勢減小,溫度升高可使化學平衡向吸熱方向移動;
②根據蓋斯定律計算所求反應的焓變;
③從化學平衡常數角度分析原因,根據多重平衡規(guī)則計算所求反應的化學平衡常數.
解答 解:(1)Mn電極中Mn失去電子生成Mn3O4,做原電池負極,則石墨電極為原電池正極,
通入空氣反應,O2參加電極反應,則該電極反應式為:O2+2H2O+4e-=4OH-(或O2+2H2O+4NH4++4e-=4NH3•H2O),
故答案為:正;O2+2H2O+4e-=4OH-(或O2+2H2O+4NH4++4e-=4NH3•H2O);
(2)①常溫下,往硫酸錳溶液中加入氨水,控制溶液的pH 為10,使Mn2+轉化為Mn(OH)2 沉淀,溶液中c(OH-)=10-4mol/L,則溶液中c(Mn2+)=$\frac{{K}_{sp}[Mn(OH)_{2}]}{{c}^{2}(O{H}^{-})}$=$\frac{1.9×1{0}^{-13}}{(1{0}^{-4})^{2}}$=1.9×10-5mol/L,
故答案為:1.9×10-5mol/L;
②濾渣轉化為Mn3O4,濾渣為Mn(OH)2,被O2氧化成Mn3O4,則濾渣轉化為Mn3O4的化學方程式為:6Mn(OH)2+O2$\frac{\underline{\;NH_{4}Cl\;}}{\;}$2Mn3O4+6H2O,
故答案為:6Mn(OH)2+O2$\frac{\underline{\;NH_{4}Cl\;}}{\;}$2Mn3O4+6H2O;
(3)①反應I中,溫度升高,化學平衡常數減小,表明正反應趨勢減小,溫度升高可使化學平衡向吸熱方向移動,所以正反應是放熱反應,a<0,
故答案為:<;
②反應為:3MnO2+2CO(g)?Mn3O4(s)+2CO2(g),該反應可由3×III+II-3×I得到,根據蓋斯定律,該反應的焓變?yōu)椤鱄=3△H3+△H2-3△H1=(3c+b-3a)kJ/mol,
故答案為:(3c+b-3a)kJ/mol;
③在300℃條件下加熱MnCO3 制取Mn3O4 并不合適,從化學平衡常數角度分析,制取Mn3O4的反應的化學平衡常數較小,因此主產物不是Mn3O4,
800℃時,Mn2O3(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)?2MnO2(s),該反應的化學平衡常數為K=$\frac{1}{{c}^{\frac{1}{2}}({O}_{2})}$,根據多重平衡規(guī)則,K=$(\frac{{K}_{I}}{{K}_{II}})^{2}$=$\frac{9}{16}$,
故答案為:該溫度下生成Mn3O4的反應平衡常數小,Mn3O4不是主要產物;$\frac{9}{16}$.
點評 本題考查化學原理部分知識,包含原電池,電極反應式的書寫,溶度積常數的計算,氧化還原反應方程式的書寫,蓋斯定律的應用,化學平衡常數的計算,考查的知識點較為全面,試題有助于培養(yǎng)分析問題的能力,均為高頻考點和重點,平時應注意訓練,題目難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 4.6g Na與100mL含0.1mol HCl的鹽酸溶液反應,轉移電子數目為0.1NA | |
B. | 標準狀況下,4.48L甲烷和乙烯的混合氣體完全燃燒,產物中所含O-H鍵數目為0.8NA | |
C. | 常溫下1L pH=2的硫酸溶液中由水電離出的H+的數目為0.01NA | |
D. | 9g13CO2與 N217O的混合物中所含中子數和電子數均為4.6NA |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 將苯加入溴水中振蕩后,水層接近無色,是因為發(fā)生了取代反應 | |
B. | 1 體積某氣態(tài)烴與 HC1 充分加成消耗 HC11體積,加成后的物質最多還能和 5 體 積氯氣發(fā)生取代反應,由此推斷原氣態(tài)烴是乙烯 | |
C. | 乙醇與鈉、氫氧化鈉溶液均反應 | |
D. | 等質量的乙烯和乙醇在氧氣中充分燃燒后耗氧量相同. |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | S2O32-、Na+、Cl-、H+ | B. | Na+、Mg2+、Cl-、SO42- | ||
C. | Ba2+、Na+、SO42-、OH- | D. | K+、C2H5OH、MnO4-、H+ |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
選項 | 實驗操作 | 現象 | 結論 |
A | 分別向飽和NaHCO3溶液和飽和NaHSO3溶液中滴加幾滴酚酞試劑 | 前者溶液不變色,后者溶液變紅 | 非金屬:S>C |
B | 甲烷與氯氣的混合氣在光照下反應,用濕潤的藍色石蕊試紙檢驗反應后生成的氣體 | 濕潤的藍色石蕊試紙變紅 | 甲烷的氯代物呈酸性 |
C | 向NaAlO2溶液中持續(xù)通入氣體Y | 先出現白色沉淀,最終沉淀又溶解 | Y可能是HCl |
D | 向溴水中通入SO2 | 溴水橙黃色褪色 | SO2具有漂白性 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化學 來源: 題型:多選題
容器 | 溫度/℃ | 物質的起始濃度/mol•L-1 | |||
CO(g) | H2(g) | CH3OCH3(g) | CO2(g) | ||
Ⅰ | T1 | 0.10 | 0.10 | 0 | 0 |
Ⅱ | T1 | 0 | 0 | 0.10 | 0.10 |
Ⅲ | T2 | 0.10 | 0.10 | 0 | 0 |
A. | 達到平衡時,容器I中的逆反應速率大于容器Ⅲ中的正反應速率 | |
B. | 達到平衡時,容器I中CO的轉化率與容器Ⅱ中CO2的轉化率之和小于I | |
C. | 達到平衡時,容器Ⅱ中c(CO2)大于容器Ⅲ中c(CO2)的3倍 | |
D. | 若起始時向容器Ⅲ中充入四種反應物質且物質的量均為0.04mol,則反應將向正反應方向進行 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 1 mol亮菌甲素與溴水反應最多消耗3 mol Br2 | |
B. | 分子中所有碳原子不可能共平面 | |
C. | 1 mol亮菌甲素在一定條件下與NaOH溶液完全反應最多能消耗2 mol NaOH | |
D. | 1 mol亮菌甲素在一定條件下可與6 mol H2發(fā)生加成反應 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 反應開始時,鹽酸與鋅反應放出氫氣的速率更快 | |
B. | 鹽酸和醋酸分別與鋅完全反應所需時間一樣長 | |
C. | 醋酸與鋅反應放出的氫氣多 | |
D. | 鹽酸和醋酸分別與鋅反應放出的氫氣一樣多 |
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