【題目】甲烷是非常重要的能源和化工原料,請(qǐng)回答下列問題。
(1)用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1,CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1,寫出CH4還原NO2至N2的熱化學(xué)方程式:_____。
(2)如下圖所示,裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液),通過裝置Ⅱ?qū)崿F(xiàn)鐵棒鍍銅。
①a處應(yīng)通入______(填“CH4”或“O2”),a處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是 ___________。
②電鍍結(jié)束后,裝置Ⅱ中Cu2+的物質(zhì)的量濃度____(填寫“變大”“變小”或“不變”)。
③若實(shí)驗(yàn)過程中Ⅱ中的銅片質(zhì)量減少了1.28g,則Ⅰ中理論上消耗CH4的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)__ _L。
(3)若將題(2)裝置Ⅱ中的兩電極均改為石墨惰性電極,電解質(zhì)溶液仍為CuSO4溶液。
①寫出裝置Ⅱ中發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)方程式_________。
②電解硫酸銅溶液一段時(shí)間后,裝置Ⅱ中溶液的pH____(填寫“變大”“變小”或“不變”);要使原溶液復(fù)原,可向電解后的溶液中加入_______。
【答案】CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol-1 CH4 CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O 不變 0.112L 2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2↑+2H2SO4 變小 CuO或CuCO3
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律分析解答;
(2)裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液),通過裝置Ⅱ?qū)崿F(xiàn)鐵棒上鍍銅,則Cu作陽極、Fe作陰極,據(jù)此分析解答;
(3)將裝置Ⅱ中的兩電極均改為石墨惰性電極,電解硫酸銅溶液生成金屬銅和硫酸以及氧氣,根據(jù)總反應(yīng)方程式分析解答。
(1)CH4還原NO2至N2的化學(xué)反應(yīng)方程式為CH4+2NO2=N2+CO2+2H2O。①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJmol-1,②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJmol-1,根據(jù)蓋斯定律,得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=×[(-574kJmol-1)+(-1160kJmol-1)] =-867kJ/mol,故答案為:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJmol-1;
(2)裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液),通過裝置Ⅱ?qū)崿F(xiàn)鐵棒上鍍銅,則Cu作陽極、Fe作陰極。
①Cu作陽極應(yīng)該連接原電池正極、Fe作陰極連接原電池負(fù)極,通入燃料的電極為負(fù)極、通入氧氣的電極為正極,則a為負(fù)極、b為正極,a處通入甲烷、b處通入氧氣,a處甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水,電極反應(yīng)為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O, 故答案為:CH4;CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
②裝置Ⅱ中陽極上溶解Cu、陰極上析出Cu,溶解的Cu等于析出的Cu質(zhì)量,相當(dāng)于溶液中Cu2+沒有參加反應(yīng),則銅離子濃度不變,故答案為:不變;
③Ⅱ中的銅片質(zhì)量減少了1.28g,溶解的銅的物質(zhì)的量==0.02mol,失去電子0.04mol;串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等,所以消耗甲烷的體積=×22.4L/mol=0.112L,故答案為:0.112;
(3)將裝置Ⅱ中的兩電極均改為石墨惰性電極。
①裝置Ⅱ中用惰性電極電解硫酸銅溶液,反應(yīng)的總化學(xué)方程式為:2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4,故答案為:2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4;
②根據(jù)電解硫酸銅溶液發(fā)生的總化學(xué)方程式:2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4,反應(yīng)生成了硫酸,溶液的酸性增強(qiáng),pH減;根據(jù)出什么加什么、出多少加多少的原理,若想將上述電解后的溶液恢復(fù)為與電解前的溶液相同,加入CuO或CuCO3,可以使原溶液復(fù)原,故答案為:變;CuO或 CuCO3。
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對(duì)下列各項(xiàng)敘述的判斷及理由正確的是
選項(xiàng) | 敘述 | 判斷及理由 |
A | 糖類和油脂完全燃燒的產(chǎn)物是CO2和水 | 正確.糖類和油脂的組成元素是C、H、O |
B | 一定條件下乙醇、甲烷均能發(fā)生取代反應(yīng) | 錯(cuò)誤.乙醇不能發(fā)生取代反應(yīng) |
C | 淀粉和纖維素是同分異構(gòu)體 | 正確.淀粉和纖維素的化學(xué)式均為(C6H10O5)n |
D | 若乙烯中混有SO2氣體,可通過酸性高錳酸鉀溶液除去 | 正確.酸性條件下SO2可被高錳酸鉀氧化 |
A.AB.BC.CD.D
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有機(jī)物是一種重要的有機(jī)合成中間體,其合成路線如下:
已知:①B的核磁共振氫譜有三個(gè)吸收峰;
②;
③ +H2O 。
(1)B的名稱為____________。
(2)反應(yīng)⑤的反應(yīng)類型為__________。G的結(jié)構(gòu)簡式為_______________。
(3)在合成路線中設(shè)計(jì)⑤和⑨兩步反應(yīng)的目的是________________。
(4)反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式為__________________。
(5)F與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。
(6)M為的同分異構(gòu)體,滿足下列條件的M的結(jié)構(gòu)有________種。任寫一種核磁共振氫譜有4組峰的M的結(jié)構(gòu)簡式_________________。
a.屬于芳香族化合物 b.1 mol M與足量NaHCO3溶液反應(yīng)能生成2 mol CO2
(7)參照上述合成路線,以乙醇為原料(其他無機(jī)試劑任選),設(shè)計(jì)制備正丁醇的合成路線_____________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)某烴的結(jié)構(gòu)簡式是,分子中飽和碳原子數(shù)為 _________,可能在同一平面上的碳原子數(shù)最多為 _________
(2)從某些植物樹葉提取的揮發(fā)油中含有下列主要成分:
①C的含氧官能團(tuán)名稱為______。
②在這三種物質(zhì)中,_______顯酸性,________能發(fā)生銀鏡反應(yīng)(填A、B或C)
③這三種物質(zhì)都不能發(fā)生的反應(yīng)有 __________。
A. 氧化反應(yīng) B.取代反應(yīng) C.消去反應(yīng) D.還原反應(yīng)
④1 mol A與足量的濃溴水充分反應(yīng),消耗溴單質(zhì)的物質(zhì)的量為______ 。
⑤C發(fā)生加聚反應(yīng)的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為_______________
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】富馬酸(反式丁烯二酸)與Fe2+形成的配合物——富馬酸鐵又稱“富血鐵”,可用于治療缺鐵性貧血。以下是合成富馬酸鐵的一種工藝路線:
回答下列問題:
(1)A的化學(xué)名稱為:_________________,由A生成B的反應(yīng)類型為:___________
(2)C的結(jié)構(gòu)簡式為:______________,加熱時(shí),C與NaOH的乙醇溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為:___________
(3)富馬酸的結(jié)構(gòu)簡式為:___________
(4)檢驗(yàn)富血鐵中是否含有Fe3+的實(shí)驗(yàn)操作步驟是:___________
(5)富馬酸為二元羧酸,1mol富馬酸與足量飽和NaHCO3溶液反應(yīng)可放出_______L CO2(標(biāo)況);富馬酸的同分異構(gòu)體中,同為二元羧酸的還有(寫出結(jié)構(gòu)簡式):___________、___________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ/mol
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ/mol
下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的反應(yīng)不一定要吸收能量
B.1mol CH3OH(g)完全燃燒放出的熱量大于192.9 kJ
C.反應(yīng)①中的能量變化如圖所示
D.根據(jù)反應(yīng)①和②推知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.9kJ/mol
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于常見有機(jī)物的說法中正確的是( )
棉花、蠶絲和聚乙烯的主要成分都是纖維素
甲烷、乙醇和乙酸在一定條件下都能發(fā)生取代反應(yīng)
等質(zhì)量的乙烷、乙烯、苯充分燃燒,消耗氧氣的量由多到少
除去乙酸乙酯中殘留的乙酸,加過量飽和Na2CO3溶液振蕩后,靜置分液
苯分子中含有碳碳雙鍵和單鍵,既能發(fā)生加成反應(yīng),也能發(fā)生取代反應(yīng)
石油分餾和煤的干餾屬于物理變化,石油的裂化、裂解都屬于化學(xué)變化
A.①⑤⑥B.②③④C.①②③D.②④⑤
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某溫度下,在一個(gè)2 L的密閉容器中加入4 mol A和2 mol B進(jìn)行反應(yīng):3A(g)+2B(g) 4C(?)+2D(?)。反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡,測(cè)得生成1.6 mol C,且反應(yīng)前后的壓強(qiáng)之比為5∶4(相同的溫度下測(cè)量),則下列說法正確的是( )
A.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是K=B.此時(shí),B的平衡轉(zhuǎn)化率是35%
C.增大該體系的壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)增大D.增加C,B的平衡轉(zhuǎn)化率不變
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是( )
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L氯仿中含有的氯原子數(shù)目為3NA
B.1mol羥基中含有的電子數(shù)為10NA
C.常溫常壓下,50gC7H16分子中含有的共價(jià)鍵數(shù)目為11NA
D.14g乙烯與2-丁烯混合物中含有碳原子數(shù)目為3NA
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com