【題目】甲醇是一種重要的化工原料,又是一種可再生資源,具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景。

(1)已知:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) H=+84kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-484kJ/mol

工業(yè)上常以甲醇為原料制取甲醛,請(qǐng)寫(xiě)出CH3OH(g)與O2(g)反應(yīng)生成HCHO(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式:________________。

在上述制備甲醛時(shí),常向反應(yīng)器中通入適當(dāng)過(guò)量的氧氣,其目的是_________________。

(2)工業(yè)上可用如下方法合成甲醛,化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:

化學(xué)鍵

C-C

C-H

H-H

C-O

C=O

O-H

鍵能/kJ/mol

348

413

436

358

x

463

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

如圖中曲線a到曲線b的措施是_______________。

已知CO中的C與O之間為三鍵,其鍵能為xkJ/mol,則x=___________。

(3)由甲醇、氧氣和NaOH溶液構(gòu)成的新型手機(jī)電池,可使手機(jī)連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電。

該電池正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________。

若以該電池為電源,用石墨作電極電解200mL含有如下離子的溶液。

離子

Cu2+

H+

Cl-

SO42-

c/mol/L

0.5

2

2

0.5

電解一段時(shí)間后,當(dāng)兩極收集到相同體積(相同條件下)的氣體時(shí)(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶液現(xiàn)象)陽(yáng)極上收集到氧氣的質(zhì)量為_(kāi)____________。

(4)電解水蒸氣和CO2產(chǎn)生合成氣(H2+CO),較高溫度下(70-1000),在SOEC兩側(cè)電極上施加一定的直流電壓,H2O和CO2在氫電極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生O2-,O2-穿過(guò)致密的固體氧化物電解質(zhì)層到達(dá)氧電極,在氧電極發(fā)生氧化反應(yīng)得到純O2。由右圖可知A為直流電源的 (填正極負(fù)極),請(qǐng)寫(xiě)出以H2O為原料生成H2的電極反應(yīng)式:____________。

【答案】(1)2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) H=-316 kJ·mol-1

提高甲醇的轉(zhuǎn)化率(2分)

(2)使用 加入催化劑 1097(3)O2+2H2O -4e-=4OH-3.2 g

(4)H2O+2e-=H2+O2-

【解析】

試題分析:(1)已知:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) H=+84kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-484kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律可知⑴×2+即可得到CH3OH(g)O2(g)反應(yīng)生成HCHO(g)H2O(g)的熱化學(xué)方程式為2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) H=-316 kJ·mol-1。

向反應(yīng)器中通入適當(dāng)過(guò)量的氧氣,使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,提高甲醇的轉(zhuǎn)化率。

(2)圖中曲線a到曲線b降低了反應(yīng)的活化能,其其措施是加入了催化劑。

反應(yīng)熱=反應(yīng)物中鍵能之和-生成物中鍵能之和,則根據(jù)方程式可知x+2×436-3×413-358-463=419-510,解得x=1097。

(3)電池正極得到電子,則正極是氧氣放電,其電極反應(yīng)式為O2+2H2O -4e-=4OH-

電解一段時(shí)間后,兩極收集到相同體積(相同條件下)的氣體,這說(shuō)明陰極上除了銅離子放電外,還有氫離子放電,銅離子的物質(zhì)的量是0.1mol,設(shè)氣體的物質(zhì)的量是xmol,則根據(jù)電子得失守恒可知0.1×2+2x=4x,解得x=0.1,所以氧氣的質(zhì)量=0.1mol×32g/mol=3.2g。

(4)A電極產(chǎn)生氫氣和CO,所以該電極是陰極,因此A電極是負(fù)極,水得到電子產(chǎn)生氫氣的電極反應(yīng)式為H2O+2e-=H2+O2- 。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)甲組同學(xué)擬配制5%的H2O2溶液,他們先從文獻(xiàn)查得H2O2的穩(wěn)定性與pH的關(guān)系如圖所示。則配制H2O2溶液時(shí)應(yīng)滴入幾滴_____________(填“稀硫酸”或“氨水”)。

(2)乙組同學(xué)向一支試管中加入2mLFeCl2溶液,再滴入幾滴甲組同學(xué)配制的H2O2溶液,最后滴人KSCN溶液,溶液變紅,H2O2與Fe2+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________;另取一支試管,向其中加入SO2與BaCl2混合溶液2mL,再滴入幾滴5%的H2O2溶液,現(xiàn)象是_____________。

(3)丙組同學(xué)取2mLKMnO4溶液于試管中,向其中滴滴5%的H2O2溶液,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸褪色,該反應(yīng)中的還原劑是____________(填化學(xué)式)。

(4)丁組同學(xué)向一支試管中加入2mL5%的H2O2溶液、0.5mL乙醚、1mLlmol/LH2SO4溶液和3~4滴0.5mol/LK2Cr2O7溶液,發(fā)現(xiàn)上層乙醚層為藍(lán)色(CrO5的乙醚溶液),一段時(shí)間后上層藍(lán)色消失。

①乙醚的主要作用是____________。

②開(kāi)始時(shí),H2O2溶液與K2Cr2O7酸性溶液反應(yīng)生成CrO5,該反應(yīng)屬于____________(填“氧化還原”或“非氧化還原”)反應(yīng)。

③一段時(shí)間后,乙醚層中的CrO5與水相中的H+作用生成Cr3+并產(chǎn)生無(wú)色氣泡,從而使藍(lán)色逐漸消失,該反應(yīng)的離子方程式為____________________。

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【題目】有一包白色固體物質(zhì),可能含有CuSO4、K2SO4、Na2CO3、Ca (NO3)2 、KCl 中的一種或幾種。將該白色固體少量溶于水中,得到無(wú)色透明溶液,取100 mL該溶液先滴加足量硝酸鋇溶液,再滴加足量稀硝酸,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沉淀質(zhì)量的變化如圖所示:

(1)由此可知,該白色固體中一定含有 ,一定沒(méi)有 。

(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。

(3)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明可能有的物質(zhì)是否存在

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A. ②③④ B. ③④ C. ①②④ D. ②④

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(1)3.01×1023個(gè)NH4+,其質(zhì)量為 g。

(2)欲配制1L 0.2 mol.L-1的鹽酸溶液,需標(biāo)準(zhǔn)狀況下HCl的體積為 L。

(3)現(xiàn)將50 mL密度為1.84 g/cm3,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.0 %的濃硫酸,稀釋至250 mL,則稀釋后,溶液的物質(zhì)的量濃度為 。

(4)19克MgCl2中含有離子數(shù)目 。

(5)所含原子數(shù)相等的甲烷和氨氣(NH3)的質(zhì)量比為 。

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【題目】在一體積為10L的容器中,通入一定量的CO和H2O(g),在850時(shí)發(fā)生如下反應(yīng):CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)△H0CO和H2O(g)濃度變化如右圖

(1)0~4min的平均反應(yīng)速率v(CO)=___________molL-1min-1.

(2)該條件下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________(寫(xiě)表達(dá)式)

(3)該反應(yīng)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______________。

(4)能判斷該反應(yīng)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(H2)=v(H2O) D.c(CO2)=c(CO)

5t高于850℃時(shí),在相同容器中發(fā)生上述反應(yīng),容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如下表.

① c1數(shù)值___________0.08molL-1(填大于、小于或等于).

②反應(yīng)在4min~5min間,平衡向逆方向移動(dòng),可能的原因是________________,表中5min~6min之間數(shù)值發(fā)生變化,可能的原因是_______________。

a.增加水蒸氣 b.降低溫度 c.使用催化劑 d.增加氫氣濃度

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【題目】將一定質(zhì)量的MgAl的混合物投入500mL稀硫酸中,固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應(yīng)完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是

AMgAl的總質(zhì)量為8g B.硫酸的物質(zhì)的量濃度為5mol/L

CNaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5mol/L D.生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L

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