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过氧化钙(CaO2)难溶于水,广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面.I.CaO2的制备:(1)①在低温下,往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙发生复分解反应,写出该可逆反应的化学方程式
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过氧化钙(CaO2)难溶于水,广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面.
I.CaO2的制备:
(1)①在低温下,往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙发生复分解反应,写出该可逆反应的化学方程式___.
②为控制低温的方式,最好将反应器放置在___中.
③测得不同温度下,过氧化钙的平均生成速率如下表所示:
请解释速率随温度如此变化的原因___.
(2)一段时间后,再加入氨水,当调节溶液pH至9~11,才出现大量沉淀.用简要的文字解释需用氨水调节pH至9~11的原因___.
II.CaO2的热稳定性:CaO2在一定温度下能发生可逆反应,生成CaO和O2.
(3)标准生成热的定义为:在某温度下,由处于标准状态的各种元素的最稳定的单质生成标准状态下1mol某纯物质的热效应.已知,CaO2和CaO的标准生成热分别为a kJ•mol-1和b kJ•mol-1,请书写CaO2分解生成CaO和O2的热化学方程式___.
(4)一定温度下,在2L的恒容容器中进行该反应,反应过程中各物质的物质的量如下表所示:
则该温度下,反应的化学平衡常数K=___.
(5)3s时,若对该容器压缩体积,其它条件不变,则当再次达到平衡时,氧气的浓度___(填“变大”、“变小”、“不变”、“无法确定”),理由是___.
(6)下列说法不能说明该反应达到平衡的是___(填字母).
a.气体的密度不再改变 b.固体质量不再改变
c.正反应速率不再改变 d.逆反应速率不再改变.
I.CaO2的制备:
(1)①在低温下,往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙发生复分解反应,写出该可逆反应的化学方程式___.
②为控制低温的方式,最好将反应器放置在___中.
③测得不同温度下,过氧化钙的平均生成速率如下表所示:
温度(℃) | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
CaO2平均生成速率(×10-3mol.s-1) | 7.5 | 8.2 | 9.4 | 8.0 | 7.1 | 6.7 | 5.5 |
(2)一段时间后,再加入氨水,当调节溶液pH至9~11,才出现大量沉淀.用简要的文字解释需用氨水调节pH至9~11的原因___.
II.CaO2的热稳定性:CaO2在一定温度下能发生可逆反应,生成CaO和O2.
(3)标准生成热的定义为:在某温度下,由处于标准状态的各种元素的最稳定的单质生成标准状态下1mol某纯物质的热效应.已知,CaO2和CaO的标准生成热分别为a kJ•mol-1和b kJ•mol-1,请书写CaO2分解生成CaO和O2的热化学方程式___.
(4)一定温度下,在2L的恒容容器中进行该反应,反应过程中各物质的物质的量如下表所示:
时间/s | n(CaO2)/mol | n(CaO)/mol | n(O2)/mol |
0 | 2 | 0 | 0 |
1 | 1.4 | 0.6 | 0.3 |
2 | 1 | 1 | 0.5 |
3 | 1 | 1 | 0.5 |
(5)3s时,若对该容器压缩体积,其它条件不变,则当再次达到平衡时,氧气的浓度___(填“变大”、“变小”、“不变”、“无法确定”),理由是___.
(6)下列说法不能说明该反应达到平衡的是___(填字母).
a.气体的密度不再改变 b.固体质量不再改变
c.正反应速率不再改变 d.逆反应速率不再改变.
▼优质解答
答案和解析
I.(1)①在低温下,往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙发生复分解反应生成CaO2与HCl,反应方程式为:H2O2+CaCl2
CaO2+2HCl,
故答案为:H2O2+CaCl2
CaO2+2HCl;
②为控制低温,最好将反应器放置在冰水浴中,
故答案为:冰水浴;
③40℃之前,温度升高,速率加快;40℃之后,温度继续升高,双氧水分解,浓度下降,反应速率减慢,
故答案为:40℃之前,温度升高,速率加快;40℃之后,温度继续升高,双氧水分解,浓度下降,反应速率减慢;
(2)NH3•H2O结合HCl,使反应H2O2+CaCl2
CaO2+2HCl平衡向正方向移动,提高过氧化钙的产量,
故答案为:NH3•H2O结合HCl,使反应H2O2+CaCl2
CaO2+2HCl平衡向正方向移动,提高过氧化钙的产量;
II.(3)由标准生成热可得热化学方程式:①Ca(s)+O2(g)=CaO2(s)△H=a kJ•mol-1,
②Ca(s)+
O2(g)=CaO(s)△H=b kJ•mol-1,
根据盖斯定律,(②-①)×2可得:2CaO2(s)
2CaO(s)+O2(g)△H=2(b-a)kJ•mol-1,
故答案为:2CaO2(s)
2CaO(s)+O2(g)△H=2(b-a)kJ•mol-1;
(4)发生反应:2CaO2(s)
2CaO(s)+O2(g),2s、3s时,同一组分的物质的量不变,说明2s时反应得到平衡,平衡常数K=c(O2)=
=0.25mol/L,
故答案为:0.25mol/L;
(5)温度不变,该反应的平衡常数K=c(CO2)=0.25mol/L不变,故氧气的浓度不变,
故答案为:不变;温度不变,该反应的平衡常数K=c(CO2)=0.25mol/L不变;
(6)a.反应体系中只有氧气为气体,恒温恒容条件下,随反应进行容器内气体密度增大,气体的密度保持不变,说明反应到达平衡,但若在恒温恒压下条件下,氧气的密度不变,故a错误;
b.反应有氧气生成,随反应进行固体质量减小,而固体质量不再改变,说明反应到达平衡,故b正确;
c.可能反应到达平衡时只能反应速率相等,不再变化,故c正确;
d.可能反应到达平衡时只能反应速率相等,不再变化,故d正确.
故选:a.

故答案为:H2O2+CaCl2

②为控制低温,最好将反应器放置在冰水浴中,
故答案为:冰水浴;
③40℃之前,温度升高,速率加快;40℃之后,温度继续升高,双氧水分解,浓度下降,反应速率减慢,
故答案为:40℃之前,温度升高,速率加快;40℃之后,温度继续升高,双氧水分解,浓度下降,反应速率减慢;
(2)NH3•H2O结合HCl,使反应H2O2+CaCl2

故答案为:NH3•H2O结合HCl,使反应H2O2+CaCl2

II.(3)由标准生成热可得热化学方程式:①Ca(s)+O2(g)=CaO2(s)△H=a kJ•mol-1,
②Ca(s)+
1 |
2 |
根据盖斯定律,(②-①)×2可得:2CaO2(s)

故答案为:2CaO2(s)

(4)发生反应:2CaO2(s)

0.5mol |
2L |
故答案为:0.25mol/L;
(5)温度不变,该反应的平衡常数K=c(CO2)=0.25mol/L不变,故氧气的浓度不变,
故答案为:不变;温度不变,该反应的平衡常数K=c(CO2)=0.25mol/L不变;
(6)a.反应体系中只有氧气为气体,恒温恒容条件下,随反应进行容器内气体密度增大,气体的密度保持不变,说明反应到达平衡,但若在恒温恒压下条件下,氧气的密度不变,故a错误;
b.反应有氧气生成,随反应进行固体质量减小,而固体质量不再改变,说明反应到达平衡,故b正确;
c.可能反应到达平衡时只能反应速率相等,不再变化,故c正确;
d.可能反应到达平衡时只能反应速率相等,不再变化,故d正确.
故选:a.
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