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開發(fā)、使用清潔能源發(fā)展“低碳經濟”,正成為科學家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質的清潔燃料,可制作燃料電池。
(1)已知:① 2CH3OH(1) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)  ΔH1 =" –" 1275.6 kJ/mol
② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)    ΔH2 =" –" 566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(1)  ΔH3 =" –" 44.0 kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式:___________。
(2)生產甲醇的原料CO和H2來源于:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)  ΔH>0
①一定條件下CH4的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖a。則Tl ________T2(填“<”、“>”、“=”,下同);A、B、C三點處對應平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的大小關系為___________。
     
②100℃時,將1 mol CH4和2 mol H2O通入容積為1 L的定容密封容器中,發(fā)生反應,能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是__________
a.容器內氣體密度恒定  
b.單位時間內消耗0.1 mol CH4同時生成0.3 mol H2
c.容器的壓強恒定      
d.3v正(CH4) = v逆(H2)
如果達到平衡時CH4的轉化率為0.5,則100℃時該反應的平衡常數(shù)K =___________
(3)某實驗小組利用CO(g) 、 O2(g) 、KOH(aq)設計成如圖b所示的電池裝置,則該電池負極的電極反應式為___________。

(共12分)(每空2分)
(1)CH3OH(1) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(1)  ΔH =" –442.8" kJ·mol– 1
(2)①  < ; KC = KB >KA    
② cd ;  2.25 ;
(3)CO  – 2e– +  4 OH = CO32-+ 2H2

解析試題分析:
(1)不完全燃燒生成CO 和H2O ,由(①-②)*1/2+2*③得:方程式CH3OH(1) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(1) ΔH =" –442.8" kJ·mol– 1;
(2)①CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0 溫度升高,CH4轉化率增大,由圖,P相等,A——B CH4轉化率增大,Tl < T2。 B和C點溫度相同,平衡常數(shù)相等。因Tl < T2 ,反應是吸熱反應,故有KC = KB >K。
②對于前后系數(shù)不等的反應,“容器的壓強恒定”可做標志。CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)
v正(CH4) : v逆(H2)=1:3 變形有3v正(CH4) = v逆(H2)。
CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)
初   1        2         0       0
變  1*0.5     0.5       0.5      3*0.5
平  0.5       1.5      0.5        1.5         K=0.5*1.53/ 0.5*  1.5 = 2.25
(3)總:CO+1/2 O2 +2OH-= CO32-+ H2O    正極:1/2 O2+2 e= 2OH-  負極=總-正極
負極:得CO  – 2e– +  4 OH = CO32-+ 2H2O 。
考點:本題考查蓋斯定律、平衡移動、平衡常數(shù)、平衡計算、原電池等知識。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

氫氧兩種元素形成的常見物質有H2O與H2O2,在一定條件下均可分解。
(1)已知:

化學鍵
斷開1mol化學鍵所需的能量(kJ)
H—H
436
O—H
463
O=O
498
①H2O的電子式是       
②H2O(g)分解的熱化學方程式是       。
③11.2 L(標準狀況)的H2完全燃燒,生成氣態(tài)水,放出       kJ的熱量。
(2)某同學以H2O2分解為例,探究濃度與溶液酸堿性對反應速率的影響。常溫下,按照如表所示的方案完成實驗。
實驗編號
反應物
催化劑
a
50 mL 5% H2O2溶液
 
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
b
50 mL 5% H2O2溶液
少量濃鹽酸
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
c
50 mL 5% H2O2溶液
少量濃NaOH溶液
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
d
50 mL 5% H2O2溶液
 
MnO2
①測得實驗a、b、c中生成氧氣的體積隨時間變化的關系如圖1所示。
 
圖1                              圖2
由該圖能夠得出的實驗結論是_________。
②測得實驗d在標準狀況下放出氧氣的體積隨時間變化的關系如圖2所示。解釋反應速率變化的原因:         。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

(1)、①用肼(N2H4)為燃料,四氧化二氮做氧化劑,兩者反應生成氮氣和氣態(tài)水。
已知:N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)  ΔH=+10.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)  ΔH=-543kJ·mol-1
寫出氣態(tài)肼和N2O4反應的熱化學方程式:                                。
②已知四氧化二氮在大氣中或在較高溫度下很難穩(wěn)定存在,其很容易轉化為二氧化氮。試推斷由二氧化氮制取四氧化二氮的反應條件(或措施):                         。
(2)科學家制造出一種使用固體電解質的燃料電池,其效率更高,可用于航天航空。

圖甲所示裝置中,以稀土金屬材料為惰性電極,在兩極上分別通入CH4和空氣,其中固體電解質是摻雜了Y2O3的ZrO2固體,它在高溫下能傳導陽極生成的O2-(O2+4e →2O2-)
①c電極為       ,d電極上的電極反應式為                            
②圖乙是電解100mL 0.5mol·L-1 CuSO4溶液,a電極上的電極反應式為          。若a電極產生56mL(標準狀況)氣體,則所得溶液的pH=     (不考慮溶液體積變化),若要使電解質溶液恢復到電解前的狀態(tài),可加入       (選填字母序號)
a.CuO    b.Cu(OH)2     c.CuCO3     d.Cu2(OH)2CO3

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

完成下列熱化學方程式(化學方程式、電極反應式、表達式等)的書寫:
(1)已知:2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s);△H = -169kJ·mol-1,
C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H = -110.5kJ·mol-1,
Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s);△H = -157kJ·mol-1
用炭粉在高溫條件下還原CuO生成Cu2O的熱化學方程式是:                      
(2)在一定條件下,二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),寫出該反應的化學平衡常數(shù)表達式:                      
(3)以甲烷、空氣為反應物,KOH溶液作電解質溶液構成燃料電池,則負極反應式為:                 。
(4)無水AlCl3瓶蓋打開有白霧,其反應的化學方程式為                 。
(5)“鎂—次氯酸鹽”燃料電池,其裝置示意圖如圖,該電池反應的總反應方程式為_____________________。

(6)工業(yè)上電解飽和食鹽水的離子方程式為________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法,發(fā)生的主要反應為:
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H= -28.5 kJ·(mol-1
(1)已知:C(石墨)+CO2(g)2CO(g) △H=" +" 172.5 kJ·mol-1
則反應:Fe2O3(S) +3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g) △H=        kJ·mol-1
(2)冶煉鐵反應  Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H=-28.5 kJ·mol-1的平衡常數(shù)表達式K=          ,溫度降低后,K值          .(填“增大”、“不變”或“減小”)。
(3)在ToC時,該反應的平衡常數(shù)K=27,在1L恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質,反應經過一段時間后達到平衡.

 
Fe2 O3
CO
Fe
CO2
甲容器
1.0 mol
1.0 mol
1.0 mol
1.0 mol
乙容器
1.0 mol
2.0 mol
1.0 mol
1.0 mol
 
①甲容器中CO的平衡轉化率為
②下列說法正確的是      (填字母)。
a.乙容器中CO的平衡轉化率小于甲容器
b.甲、乙容器中,CO2的平衡濃度之比為2:3
c.當容器內氣體壓強保持不變時,標志反應達到平衡狀態(tài)
d.當容器中氣體密度保持不變時,標志反應達到平衡狀態(tài)
(4)鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎,請回答鋼鐵腐蝕與防護過程中的有關問題。
①下列哪個裝置可防止鐵棒被腐蝕   (填編號)。

②在實際生產中,可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如圖:A電極對應的金屬是     (寫元素名稱),B電極的電極反應式是       。
③鍍層破損后,鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕,請簡要說明原因                       。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

運用反應原理研究氮、硫、氯、碘及其化合物的反應有重要意義。
(1)在反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的混合體系中,SO3的百分含量和溫度的關系如下圖(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài)):

①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H        0(填“>”或“<”);若在恒溫、恒壓時,向該平衡體系中通入氦氣平衡將        移動(填“向左”、“向右”或“不”);
②當溫度為T1,反應進行到狀態(tài)D時,V        V(填“>”、“<”或“=”)。
(2)①下圖是一定條件下,N2和H2發(fā)生可逆反應生成1mol NH3的能量變化圖,該反應的熱化學反應方程式                 。(△H用含Q1、Q2的代數(shù)式表示)

②25°C時,將a mol ? L1的氨水與b mol ? L1的鹽酸等體積混合,所得溶液的pH=7,則c (NH4+)         c(Cl),a        b(填“>”、“<”或“=”);
(3)海水中含有大量以化合態(tài)形式存在的氯、碘元素。已知:250C時,Ksp(AgCl)=1.6×1010mol2?L2、Ksp(AgI)=1.5×1016mol2?L2
在 250C時,向 10mL0.002mol?L1的 NaCl溶液中滴入 10mL0.002mol?L1AgNO3溶液,有白色沉淀生成,向所得濁液中繼續(xù)滴人0.1mol ?L1的NaI溶液,白色沉淀逐漸轉化為黃色沉淀,其原因是        ,該反應的離子方程式                 。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

合成氨工業(yè)對國防具有重要意義,如制硝酸、合成纖維以及染料等
(1)已知某些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:

化學鍵
N≡N
H—H
N—H
鍵能kJ·mol-1
946
436
390
 
合成氨的熱化學反應方程式為                                      。
(2)常溫下,向飽和NaCl與飽和氨水的混合溶液中通入過量CO2,有NaHCO3固體析出,該反應的化學方程式為                 ;所得溶液中離子的電荷守恒式是                     ;若向飽和NaCl與飽和CO2的混合溶液中通入氨氣,則沒有NaHCO3固體析出,原因是          。
(3)氨氮廢水(含NH3、NaOH和Na2SO4)超標排放會造成水體富營養(yǎng)化。右圖通過直接電化學氧化法有效除去某工廠氨氣。其中陰離子的流動方向為          (填“向a極”或“向b極”),電解過程中,b極區(qū)的pH         (填“增大”或“減小”或“不變”),陽極反應方程式為                    

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科目:高中化學 來源: 題型:問答題

(15分)A、B、C、D、E、F是中學化學中常見的六種短周期元素,有關位置及信息如下:A的最高價氧化物對應的水化物與其氫化物反應生成離子化合物;C單質一般保存在煤油中;F的最高價氧化物對應的水化物既能與酸反應又能與堿反應,G單質是日常生活中用量最大的金屬,易被腐蝕或損壞。請回答下列問題:

(1)A元素的氫化物水溶液能使酚酞變紅的原因用電離方程式解釋為            。
(2)同溫同壓下,將a L A氫化物的氣體和b L D的氫化物氣體通入水中,若所得溶液的pH=7,則a    b(填“>"或“<”或“=”)
(3)常溫下,相同濃度F、G簡單離子的溶液中滴加NaOH溶液,F(xiàn)、G兩元素先后沉淀,F(xiàn) (OH)n完全沉淀的pH是4.7,G (OH)n完全沉淀的pH是2.8,則ksp較大的是:              (填化學式)
(4)A與B可組成質量比為7:16的三原子分子,該分子釋放在空氣中其化學作用可能引發(fā)的后果有:                。
①酸雨          ②溫室效應     ③光化學煙霧    ④臭氧層破壞
(5)A和C組成的一種離子化合物,能與水反應生成兩種堿,該反應的化學方程式是        
(6)已知一定量的E單質能在B2 (g)中燃燒,其可能的產物及能量關系如下左圖所示:請寫出一定條件下EB2(g) 與E(s)反應生成EB(g)的熱化學方程式          。
            
(7)若在D與G組成的某種化合物的溶液甲中,加入銅片,溶液會慢慢變?yōu)樗{色,依據(jù)產生該現(xiàn)象的反應原理,所設計的原電池如上右圖所示,其反應中正極反應式為                 。

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科目:高中化學 來源: 題型:計算題

多晶硅(硅單質的一種)被稱為“微電子大廈的基石”,制備中副產物以SiCl4為主,它環(huán)境污染很大,能遇水強烈水解,放出大量的熱。研究人員利用SiCl4水解生成的鹽酸和鋇礦粉(主要成分為BaCO3,且含有鐵、鎂等離子)制備BaCl2·2H2O,工藝流程如下:

已知:
①常溫下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分別是3.4、12.4
②BaCO3的相對分子質量是197;BaCl2·2H2O的相對分子質量是244
回答下列問題:
(1)SiCl4發(fā)生水解反應的化學方程式為_______________________________________
(2)用H2還原SiCl4蒸汽可制取純度很高的硅,當反應中有1mol電子轉移時吸收59KJ熱量,則該反  應的熱化學方程式為_____________________________________________
(3)加鋇礦粉并調節(jié)pH=7的目的是①               ,②               
(4)過濾②后的濾液中Fe3+濃度為          (濾液溫度25℃,Ksp[Fe(OH)3]=2.2×10-38
(5)生成濾渣A的離子方程式__________________________________________
(6)列式計算出10噸含78.8% BaCO3的鋇礦粉理論上最多能生成BaCl2·2H2O的質量為多少噸?

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