【題目】甲醇是一種重要的可再生能源

(1)已知2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH =a kJ·mol-1

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH =b kJ·mol-1

試寫出由CH4和O2制取甲醇的熱化學(xué)方程式 。

(2)還可通過下列反應(yīng)制甲醇CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。甲圖是反應(yīng)時(shí)CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間的變化情況。從反應(yīng)開始到達(dá)平衡,用H2表示反應(yīng)速率υ(H2)= 。

(3)在一容積可變的密閉容器中充入10 mol CO和20 mol H2,CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(qiáng)(P)的變化如乙圖所示。

下列說法能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_______(填字母)。

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.體系中H2的轉(zhuǎn)化率和CO的轉(zhuǎn)化率相等

D.體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變

比較A、B兩點(diǎn)壓強(qiáng)大小PA________PB(填>、<、=)。

若達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)A時(shí),容器的體積為20 L。如果反應(yīng)開始時(shí)仍充入10 molCO和20 molH2,則在平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積V(B)= L。

(4)以甲醇為燃料,氧氣為氧化劑,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,則寫出電池負(fù)極反應(yīng)式________________________。

若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.8 mol,當(dāng)有0.5 mol甲醇參與反應(yīng)時(shí),電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是 。

【答案】(1)2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g);ΔH=(a+2b) kJ·mol-1

(2)0.15mol·L-1·min-1

(3)BD4

(4)CH3OH+8OH- -6e-=+6H2Oc(K+)c()c()c(OH-)c(H+)

【解析】

試題解析

(1)已知①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g);△H=a KJ/mol ②CO(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

(2)用甲醇表示的反應(yīng)速率υ(CH3OH)==0.075mol/(Lmin),氫氣表示的反應(yīng)速率是甲醇的2,υ(H2)=0.15mol/(Lmin)

(3)①A.因?yàn)?/span>H2是反應(yīng)物,甲醇是生成物,且二者計(jì)量數(shù)之比為2:1,所以無論平衡與否,反應(yīng)過程中

H2的消耗速率始終等于CH3OH的生成速率的2倍,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)到了平衡狀態(tài),故B正確;C.因?yàn)?/span>體系中加入的H2和CO的物質(zhì)的量之比為2: 1,

二者的計(jì)量數(shù)之比為2:1,所以反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率始終相等,不能說明反應(yīng)一定平衡,故C錯(cuò)誤;D.體

系中氣體的平均摩爾質(zhì)量等于氣體總質(zhì)量和氣體總物質(zhì)的量的比值,質(zhì)量不變,反應(yīng)時(shí)氣體物質(zhì)

的量減小,所以當(dāng)體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變時(shí),證明反應(yīng)達(dá)到了平衡,故D正確

②正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w體積減小的方向,T1℃時(shí)比較CO的轉(zhuǎn)化率,轉(zhuǎn)化率越大,則壓強(qiáng)越大,圖象中

PB轉(zhuǎn)化率大于PA,可知PA<PB。

③A、B兩容器溫度相同,即化學(xué)平衡常數(shù)相等,根據(jù)A點(diǎn)時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為0.5,容器容積為20L,

可計(jì)算出平衡常數(shù)K==4;B點(diǎn)時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為0.8,則

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

起始(mol): 10 20 0

轉(zhuǎn)化(mol): 8 16 8

平衡(mol): 2 4 8

設(shè)體積為VL,則有K==4,V=4。

(4)①燃料電池總反應(yīng)是燃料燃燒的化學(xué)方程式,在堿性環(huán)境下,二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳酸根離子,即

2CH3OH+3O2+4OH-=2+6H2O,電池的負(fù)極是甲醇失去電子被氧化的過程:CH3OH+8OH--6e-

=+6H2O

②當(dāng)有0.5mol甲醇參與反應(yīng)時(shí),產(chǎn)生的二氧化碳是0.5mol,和0.8mol氫氧化鉀反應(yīng),根據(jù)元素守恒

可以計(jì)算n (K2CO3)=0.3mol,n (KHCO3)=0.2mol,二者的水溶液均為堿性,所以c(K+)c(CO)

c (HCO)c (OH)c (H+)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】填空題

1)已知斷裂1 mol C-H, O=O,C=O,H-O化學(xué)鍵所需能量分別為a KJ,bKJ,cKJdKJ,則該反應(yīng)CH4 + O2 = CO2 + 2H2O 的反應(yīng)熱為ΔH kJ·mol1

2N2H4是一種高效清潔的火箭燃料,0.25 mol N2H4(g)完全燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水時(shí),放出133.5 kJ熱量。則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。

3某元素的一種核素X的質(zhì)量數(shù)為A,含有N個(gè)中子,則ag 1HmX分子中所含質(zhì)子數(shù)是

4試比較下列三組ΔH的大小(填“>”、“<”或“=”)

AA(g)B(g) = C(g) ΔH1<0 A(g)B(g) = C(l) ΔH2<0 則ΔH1____ΔH2

BS(g)O2(g) = SO2(g)ΔH1<0 S (s)O2(g) = SO2(g) ΔH2<0 則ΔH1____ΔH2

CC(s)O2(g) = CO2(g)ΔH1<0 C(s)O2(g) = CO(g) ΔH2<0 則ΔH1____ΔH2

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【題目】據(jù)人民網(wǎng)報(bào)道,有一集團(tuán)擬在太空建立巨大的激光裝置,把太陽(yáng)光變成激光用于分解海水制氫氣,其反應(yīng)式可表示為有下列幾種說法①水的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng);②氫氣是一級(jí)能源;使用氫氣作燃料有助于控制溫室效應(yīng);該過程將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,以上敘述中正確的是

A①② B.②③ C.③④ D.①②③④

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【題目】關(guān)于如右圖所示的原電池,下列說法正確的是( )

A.電從鋅電極通過電流表流向銅電極

B.鋅電極發(fā)生還原反應(yīng),銅電極發(fā)生氧化反應(yīng)

C.當(dāng)有13 g Zn溶解時(shí),電路中就有0.4 mol電子通過

D.銅電極作正極,發(fā)生的電極反應(yīng)為2H+2e===H2

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【題目】【有機(jī)選做】有機(jī)物DBP常用作纖維素樹脂和聚氯乙烯的增塑劑,特別適用于硝酸纖維素涂料。具有優(yōu)良的溶解性、分散性和粘著性。由有機(jī)物A和鄰二甲苯為原料可以合成DBP。

烴A是有機(jī)合成的重要原料。A的質(zhì)譜圖最大m/z為42,紅外光譜表明分子中含有碳碳雙鍵;B能發(fā)生銀鏡反應(yīng);有機(jī)物C的核磁共振氫譜顯示其分子中含有5種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子,且個(gè)數(shù)之比為3:2:2:2:l。

回答下列問題:

1A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________;A在一定條件下生成聚合物的化學(xué)方程式為_______________

2D中的含氧官能團(tuán)是___________。有機(jī)物D和足量有機(jī)物C反應(yīng)生成DBP的化學(xué)方程式是____________________________________________。

3下列說法正確的是___________ 選填序號(hào)字母

A.A能發(fā)生聚合反應(yīng)、加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)

B.與C互為同分異構(gòu)體,且含有相同官能團(tuán)的有機(jī)物有2種

C.鄰二甲苯能氧化生成D說明有機(jī)物分子中基團(tuán)之間存在影響

D.1 mol DBP可與含4mol NaOH的溶液完全反應(yīng)

4工業(yè)上常用有機(jī)物EC8H4O3代替D生產(chǎn)DBP。反應(yīng)分為兩步進(jìn)行:

iE+C中間產(chǎn)物 ii中間產(chǎn)物+C DBP+H2O

請(qǐng)猜測(cè)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___________。[

工業(yè)上生產(chǎn)有機(jī)物E的反應(yīng)如下:2X+9O22E+4CO2+4H2O,芳香烴X的一溴代物只有兩種。X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________。

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【題目】XY、Z三種元素的離子都和氬原子具有相同的電子層排布。X元素單質(zhì)能在氫氣中燃燒,產(chǎn)生蒼白色火焰;Y元素氫化物的分子式是H2Y,其最高氧化物含有40%Y;Z元素的離子具有紫色的焰色反應(yīng)。

1)根據(jù)以上條件,推斷元素名稱:X:_____,Y_____,Z:________。

2X、Y、Z最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性由強(qiáng)到弱的順序是________

3)用電子式表示Z2Y的形成過程:___________,其化合物中化學(xué)鍵的類型是________。

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【題目】【物質(zhì)與結(jié)構(gòu)—選作】硼B、鋁Al、鎵Ga均屬于硼族元素第ⅢA族,它們的化合物或單質(zhì)都有重要用途。回答下列問題:

1寫出基態(tài)鎵原子的電子排布式 。

2已知:無水氯化鋁在178℃升華,它的蒸氣是締合的雙分于Al2Cl6,更高溫度下Al2Cl6則離解生成A1Cl3單分子。

①固體氯化鋁的晶體類型是

②寫出Al2Cl6分子的結(jié)構(gòu)式 ;

③單分子A1Cl3的立體構(gòu)型是 ,締合雙分子

Al2Cl6中Al原子的軌道雜化類型是

3晶體硼的結(jié)構(gòu)單元是正二十面體,每個(gè)單元中有12個(gè)硼原子如圖,若其中有兩個(gè)原子為10 B,其余為11B,則該結(jié)構(gòu)單元有 種不同的結(jié)構(gòu)類型。

4金屬鋁屬立方晶系,其晶胞邊長(zhǎng)為405 pm,密度是2.70g·cm-3,計(jì)算確定其晶胞的類型簡(jiǎn)單、體心或面心立方 ;晶胞中距離最近的鋁原子可看作是接觸的,列式計(jì)算鋁的原子半徑rA1= pm。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】合成滌綸的流程圖如下所示。

回答下列問題:

(1)B 中官能團(tuán)的名稱是___________________;G的名稱是________________;

(2)C→D 的反應(yīng)類型是________________;

(3)E與 H 反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________;

(4)下列說法正確的是_______________;

A.化合物D能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

B.化合物AD均屬于芳香烴

C.反應(yīng)G→H屬于消去反應(yīng)

D.化合物D能與3molH2發(fā)生加成反應(yīng)

E.化合物C、H、E均能與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣

(5)E有多種同分異構(gòu)體,符合下列條件的同分異構(gòu)體有_______種,其中在核磁共振氫譜中出現(xiàn)四組峰的是__________________________________(寫出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。

芳香族化合物;紅外光譜顯示含有羧基;能發(fā)生銀鏡反應(yīng);能發(fā)生水解反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在15g鐵和氧化鐵的混合物中加入150mL稀H2SO4放出氫氣1.68L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。當(dāng)反應(yīng)停止后,鐵和氧化鐵均無剩余,且溶液中無Fe3+存在。為了中和過量H2SO4,并使Fe2+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀,共耗用3 mol/L NaOH溶液200mL。求:

(1)混合物中鐵的質(zhì)量為 g

(2)稀H2SO4的物質(zhì)的量濃度為 mol·L-1

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