【題目】甲醇是一種重要的可再生能源.
(1)2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=a kJ/mol
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=b kJ/mol
寫出由CH4和O2制取CH3OH(g)的熱化學(xué)方程式: .
(2)甲圖是反應(yīng)時(shí)CO和CH3OH(g)的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間(t)的變化曲線.從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí),用H2表示的反應(yīng)速率v(H2)= .
(3)在一容積可變的密閉容器中充入10mol CO和20mol H2 , 發(fā)生上述反應(yīng)并達(dá)到平衡,CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(qiáng)(P)的變化曲線如乙圖所示.
能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(填選項(xiàng)字母).
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的體積分?jǐn)?shù)不再改變
C.H2的轉(zhuǎn)化率和CO的轉(zhuǎn)化率相等
D.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變
(4)以甲醇為燃料,O2為氧化劑,KOH溶液為電解質(zhì)溶液,可制成燃料電池(電極材料為惰性電極).若KOH溶液足量,寫出燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式:
(5)如圖所示,以甲醇燃料電池作為電源實(shí)現(xiàn)下列電解過程.乙池中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 . 當(dāng)甲池中增重16g時(shí),丙池中理論上產(chǎn)生沉淀質(zhì)量的最大值為g.
【答案】
(1)2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g)△H=(a+2b)kJ/mol
(2)0.15mol/(L?min)
(3)BD
(4)CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O
(5)2Cu2++2H2O 2Cu+O2+4H+;34.8
【解析】解:(1)已知①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=a KJ/mol②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=b KJ/mol,①+②×2可得到2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g)△H=(a+2b)kJ/mol,
所以答案是:2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g)△H=(a+2b) kJ/mol;(2)用甲醇表示的反應(yīng)速率v= =0.075mol/(Lmin),氫氣表示的反應(yīng)速率是甲醇的2倍,即0.15mol/(Lmin),
所以答案是:0.15 mol/(Lmin);(3)A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍,不能說明正逆反應(yīng)速率相等,不一定平衡,故A錯(cuò)誤;
B.H2的體積分?jǐn)?shù)不再改變是化學(xué)平衡的特征,達(dá)到了平衡,故B正確;
C.反應(yīng)的方程式為CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),充入10mol CO和20mol H2 , 消耗的反應(yīng)物的物質(zhì)的量為1:2,則無論是否達(dá)到平衡狀態(tài),H2的轉(zhuǎn)化率和CO的轉(zhuǎn)化率都相等,故C錯(cuò)誤;
D.體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量等于質(zhì)量和物質(zhì)的量的比值,物質(zhì)的量變化,質(zhì)量不變,所以當(dāng)體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變,證明達(dá)到了平衡,故D正確.
所以答案是:BD;(4)堿性條件下,甲醇在負(fù)極被氧化生成碳酸根離子,電極方程式為CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O,所以答案是:CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O;(5)圖2中甲池為原電池,通入甲醇的電極為負(fù)極,銅氧氣的電極為正極,則乙池中石墨為陽極,銀為陰極,溶液中銅離子在銀電極析出,Cu2++2e﹣=Cu,陽極上是氫氧根離子放電生成氧氣,所以電極反應(yīng)為:4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑,電池反應(yīng)的離子方程式為:2Cu2++2H2O 2Cu+O2+4H+ , 丙中與銀連接的Pt電極為陽極,另一個(gè)電極為陰極,電極反應(yīng)為陽極:2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑,陰極為2H++2e﹣=H2↑,MgCl2+2H2O Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑,甲池中發(fā)生的反應(yīng)為:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,溶液中甲醇和氧氣反應(yīng)后導(dǎo)致溶液質(zhì)量增大,每反應(yīng)2mol甲醇和3mol氧氣反應(yīng)溶液質(zhì)量增加=2mol×32g/mol+3mol×32g/mol=160g,電子轉(zhuǎn)移為12mol,當(dāng)甲池中增重16g時(shí),電子轉(zhuǎn)移1.2mol,電子守恒得到丙池中理論上產(chǎn)生沉淀為氫氧化鎂,依據(jù)化學(xué)方程式,生成1mol氫氧化鎂,電子轉(zhuǎn)移2mol電子,則電子轉(zhuǎn)移1.2mol,生成沉淀氫氧化鎂0.6mol,計(jì)算得到物質(zhì)的量為質(zhì)量=0.6mol×58g/mol=34.8g,
所以答案是:2Cu2++2H2O 2Cu+O2+4H+;34.8.
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷的相關(guān)知識(shí),掌握狀態(tài)判斷:①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體,且m+n≠x+y,壓強(qiáng)恒定⑤體系顏色不變⑥單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表:
t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K= , 該反應(yīng)為反應(yīng)(選填“吸熱”、“放熱”).
(2)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是;
A.容器中壓強(qiáng)不變
B.混合氣體中c(CO)不變
C.v逆(H2)=v正(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
(3)830℃時(shí),容器中的反應(yīng)已達(dá)到平衡.在其他條件不變的情況下,在此溫度下,若該容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O,這狀態(tài)(是或否)處于平衡狀態(tài)?若不是,反應(yīng)向哪個(gè)方向進(jìn)行? . (選填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”).
(4)若830℃時(shí),向容器中充入lmolCO、5molH2O,反應(yīng)達(dá)到平衡后,CO的轉(zhuǎn)化率為 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】X、Y、Z、W有如下所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系,且△H=△H1+△H2 , 則X、Y可能是( )
①C,CO ②S,SO2 ③AlCl3、Al(OH)3 ④Na2CO3、NaHCO3 ⑤Fe、FeCl2 .
A.①②③④⑤
B.②④⑤
C.①③④
D.①②③
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置的說法中正確的是( )
A.
用圖裝置制取干燥純凈的NH3
B.
用圖裝置實(shí)驗(yàn)室制備Fe(OH)2
C.
用圖裝置可以完成“噴泉”實(shí)驗(yàn)
D.
用圖裝置測(cè)量Cu與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定溫度下,在容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表(表中t2>t1):
反應(yīng)時(shí)間/min | N(CO)/mol | H2O/mol | N(CO2)/mol | N(H2)/mol |
0 | 1.20 | 0.60 | 0 | 0 |
t1 | 0.80 | |||
t2 | 0.20 |
下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)在t1min內(nèi)的平均速率為v(H2)= mol?L﹣1?min﹣1
B.平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為66.67%
C.該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為1
D.其他條件不變,若起始時(shí)n(C0)=0.60 mol,n(H20)=1.20 mol,則平衡時(shí)n(C02)=0.20 mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在乙烯分子中有5個(gè)σ鍵、一個(gè)π鍵,它們分別是( )
A.C﹣H之間只是sp2形成的σ鍵,C﹣C之間只是未參加雜化的2p軌道形成的π鍵
B.C﹣C間是sp2形成的σ鍵,C﹣H之間是未參加雜化的2p軌道形成的π鍵
C.sp2雜化軌道形成σ鍵、未雜化的2p軌道形成π鍵
D.sp2雜化軌道形成π鍵、未雜化的2p軌道形成σ鍵
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)或離子在指定分散系中能大量共存的是( )
A.Ca(ClO)2溶液中:K+、Na+、NO3-、Cl-
B.Fe(OH)3膠體中:Na+、H+、Cl-、I-
C.空氣中:H2、HCl、NO、NH3
D.無色透明溶液中:K+、Na+、MnO4-、SO42-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】從海帶中提取碘,有甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)方案如圖1:已知:3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O.請(qǐng)回答:
(1)步驟X使用分液漏斗前須檢漏,檢漏方法為 .
(2)用圖所示裝置進(jìn)行蒸餾.指出如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置 中的任意兩處錯(cuò)誤:① .
(3)進(jìn)行上述操作時(shí),使用水浴加熱更好的原因是;最后碘晶體在里聚集.
(4)下列有關(guān)步驟Y的說法,正確的是 .
A.應(yīng)控制 NaOH 溶液的濃度和體積
B.將碘轉(zhuǎn)化成離子進(jìn)入水層
C.主要是除去海帶浸取原液中的有機(jī)雜質(zhì)
D.NaOH 溶液可以由乙醇代替
(5)方案乙在上層溶液中加入H2SO4溶液得到I2的水溶液發(fā)生的反應(yīng)方程式是:;
(6)操作Z的名稱是 .
(7)工業(yè)中采用方案乙從海帶中提取碘,方案甲中采用蒸餾不合理,理由是 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氮化鎂(Mg3N2)是工業(yè)上常用的脫硫劑.為了測(cè)定ag Mg3N2樣品中Mg3N2的純度,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖裝置(樣品中的雜質(zhì)不與水反應(yīng),夾持裝置已略去).
(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(2)裝置C中球形干燥管的作用是
(3)組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后,首先應(yīng) , 再加入實(shí)驗(yàn)藥品,打開(填“K1”或“K2”,后同),關(guān)閉 , 打開分液漏斗活塞,加入水,至不再產(chǎn)生氣體.打開所有止水夾后通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間,測(cè)量裝置(填“B”“C”或“D”)反應(yīng)前后的質(zhì)量變化為bg,通入氮?dú)獾哪康氖?/span>;
(4)Mg3N2的純度是(用含a、b的式子表示)
(5)若去掉裝置D,則導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)
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