自發(fā)熱材料在生活中的應(yīng)用日益廣泛。某實驗小組為探究“CaO-Al-H2O”體系的發(fā)熱原理,在隔熱裝置中進(jìn)行了下表中的五組實驗,測得相應(yīng)實驗體系的溫度升高值(ΔT)隨時間(t)的變化曲線,如圖所示。
實驗編號 |
反應(yīng)物組成 |
|
a |
0.20gCaO粉末5.0mLH2O |
b |
0.15gAl粉5.0mLH2O |
c |
0.15gAl粉5.0mL飽和石灰水 |
d |
0.15gAl粉5.0mL石灰乳 |
e |
0.15gAl粉、0.20gCaO粉末5.0mLH2O |
回答下列問題:
(1)已知:
①CaO(s)+H
2O(l)═Ca(OH)
2(s)ΔH
1=-65.17kJ?mol
-1②Ca(OH)
2(s)═Ca
2+(aq)+2OH
-(aq)ΔH
2=-16.73kJ?mol
-1③Al(s)+OH
-(aq)+3H
2O(l)═[Al(OH)
4]
-(aq)+
H
2(g)ΔH
3=-415.0kJ?mol
-1則CaO(s)+2Al(s)+7H
2O(l)═Ca
2+(aq)+2[Al(OH)
4]
-(aq)+3H
2(g)的ΔH
4=
-911.9
-911.9
kJ?mol
-1。
(2)溫度為T時,K
sp[Ca(OH)
2]=x,則Ca(OH)
2飽和溶液中c(OH
-)=
(用含x的代數(shù)式表示)。
(3)實驗a中,4min后ΔT基本不變,原因是
Ca(OH)2在水中的溶解度小,反應(yīng)①達(dá)到了平衡狀態(tài)
Ca(OH)2在水中的溶解度小,反應(yīng)①達(dá)到了平衡狀態(tài)
。
(4)實驗b中,ΔT的變化說明Al粉與H
2O在該條件下
不反應(yīng)
不反應(yīng)
(填“反應(yīng)”或“不反應(yīng)”)。實驗c中,前3min的ΔT有變化,其原因是
Al和溶液中的OH-發(fā)生了反應(yīng)
Al和溶液中的OH-發(fā)生了反應(yīng)
;3min后ΔT基本不變,其原因是
飽和石灰水中OH-的濃度較低,OH-
飽和石灰水中OH-的濃度較低,OH-
微粒的量有限。
(5)下列說法不能解釋實驗d在10min內(nèi)溫度持續(xù)升高的是
A
A
(填標(biāo)號)。
A.反應(yīng)②的發(fā)生促使反應(yīng)①平衡右移
B.反應(yīng)③的發(fā)生促使反應(yīng)②平衡右移
C.氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進(jìn)行
D.溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快
(6)歸納以上實驗結(jié)果,根據(jù)實驗e的特征,用文字簡述其發(fā)熱原理
實驗e中,發(fā)生反應(yīng)①、②和③,反應(yīng)③中有氣體生成,氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進(jìn)行,反應(yīng)③的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小,促使反應(yīng)②平衡右移,反應(yīng)②的發(fā)生促使反應(yīng)①平衡右移,這三步反應(yīng)都是放熱反應(yīng),溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快
實驗e中,發(fā)生反應(yīng)①、②和③,反應(yīng)③中有氣體生成,氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進(jìn)行,反應(yīng)③的發(fā)生使得溶液中OH-的濃度減小,促使反應(yīng)②平衡右移,反應(yīng)②的發(fā)生促使反應(yīng)①平衡右移,這三步反應(yīng)都是放熱反應(yīng),溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快
。
【答案】-911.9;
mol/L;Ca(OH)
2在水中的溶解度小,反應(yīng)①達(dá)到了平衡狀態(tài);不反應(yīng);Al和溶液中的OH
-發(fā)生了反應(yīng);飽和石灰水中OH
-的濃度較低,OH
-;A;實驗e中,發(fā)生反應(yīng)①、②和③,反應(yīng)③中有氣體生成,氣體的逸出促使反應(yīng)③向右進(jìn)行,反應(yīng)③的發(fā)生使得溶液中OH
-的濃度減小,促使反應(yīng)②平衡右移,反應(yīng)②的發(fā)生促使反應(yīng)①平衡右移,這三步反應(yīng)都是放熱反應(yīng),溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快