【題目】2013年12月17日,中國國土資源部召開新聞發(fā)布會,宣布在廣東沿海珠江口盆地東部海域首次鉆獲高純度可燃冰。可燃冰的主要成分是甲烷,甲烷既是清潔的燃料,也是重要的化工原料。

1甲烷和二氧化碳重整制合成氣,對于溫室氣體的治理具有重大意義。

已知:CH4g+CO2g2COg+2H2gΔH=+247.3 kJ·mol-1

CH4gCs+ 2H2g ΔH=+75 kJ·mol-1

反應(yīng)2COgCs+CO2g在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行的原因是

合成甲醇的主要反應(yīng)是:2H2g+COgCH3OHgΔH=-90.8 kJ·mol-1,T 下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160。某時刻測得各組分的濃度如下:

比較此時正、逆反應(yīng)速率的大小:v v)(填“”、“”或“=”。生產(chǎn)過程中,合成氣要進(jìn)行循環(huán),其目的是 。

在一恒容密閉容器中,要提高反應(yīng)2H2g+COgCH3OHg中CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是

a.升溫

b.加入催化劑

c.增加CO的濃度

d.加入H2

e.加入惰性氣體

f.分離出甲醇

2以甲烷為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池,如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。

B極為電池 極,電極反應(yīng)式為

若用該燃料電池作電源,用石墨作電極電解100 mL 1 mol/L的硫酸銅溶液,當(dāng)兩極收集到的氣體體積相等時,理論上消耗甲烷的體積為 標(biāo)況下。

【答案】1ΔH0

提高原料的利用率 df

2負(fù) CH4 + 4O2--8e- CO2+ 2H2O

1.12 L

【解析】本題主要考查化學(xué)反應(yīng)原理,意在考查考生在理解所學(xué)各部分化學(xué)知識的本質(zhì)區(qū)別與內(nèi)在聯(lián)系的基礎(chǔ)上,運用所掌握的知識進(jìn)行必要的分析、類推或計算,解釋、論證一些具體化學(xué)問題的能力。1用已知的第二個反應(yīng)減去第一個反應(yīng)得:2COgCs+CO2gΔH=+75 kJ·mol-1-247.3 kJ·mol-1 =-172.3 kJ·mol-1。該反應(yīng)的ΔH0,是放熱反應(yīng),而熵ΔS0,所以在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行。該時刻下=100K=160,所以平衡正向移動,v)>v。因為反應(yīng)是可逆反應(yīng),為了提高原料的利用率,合成氣要進(jìn)行循環(huán)。升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,CO的轉(zhuǎn)化率減小;使用催化劑,平衡不移動,CO的轉(zhuǎn)化率不變;增加CO的濃度,CO的轉(zhuǎn)化率減小;加入惰性氣體,平衡不移動,CO的轉(zhuǎn)化率不變。

2B極通入的氣體是甲烷,甲烷發(fā)生氧化反應(yīng),故B極是電池的負(fù)極。電池總反應(yīng)為CH4+2O2CO2+2H2O,因為電解質(zhì)是固體氧化物,所以正極O2發(fā)生還原反應(yīng)生成O2-,電極反應(yīng)式為O2+4e-2O2-,用總方程式減去正極反應(yīng)式即得負(fù)極反應(yīng)式。電解CuSO4溶液時,陰極生成Cu,陽極生成O2。當(dāng)Cu2+被電解完之后,水電離產(chǎn)生的H+即被還原為H2。0.1 mol Cu2+被還原時,陽極生成0.05 mol O2;此后再電解0.1 mol H2O時,生成0.1 mol H2和0.05 mol O2,兩極收集到的氣體體積相等。電路中一共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子,需要CH4的物質(zhì)的量為0.4 mol/8 =0.05 mol,VCH4= 1.12 L。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】【選修2 :化學(xué)與技術(shù)】

某工廠的鍍銅廢水中含有CN-Cr2O72離子,需要處理達(dá)標(biāo)后才能排放。該廠擬用下列流程進(jìn)行廢水處理,回答下列問題:

1流程中可用pH 試紙測定溶液的pH,pH試紙的使用方法是_______

2步驟中反應(yīng)無氣體放出,該反應(yīng)的離子方程式為____;

3步驟中,每處理1.0molCr2O7時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6NA,該反應(yīng)的離子方程式為_____;

4取少量待測水樣于試管中,加入NaOH 溶液,觀察到有藍(lán)色沉淀生成,再加Na2S溶液,藍(lán)色沉淀轉(zhuǎn)化成黑色沉淀,產(chǎn)生該現(xiàn)象對應(yīng)的離子方程式為_________。

5含氰化物的廢水必須經(jīng)檢測達(dá)標(biāo)后排放標(biāo)準(zhǔn)為CN的含量<0.5mg/L才能排放,F(xiàn)取該法處理 后的廢水100.0mL,用試銀靈為指示劑、1.0×10-4mol/LAgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,終點時溶液由黃色變?yōu)槌燃t色,消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為5.00mL,反應(yīng)的離子方程式為Ag + 2CN=[AgCN2],該水樣中CN-的含量為________mg/L不考慮Cr等元素的干擾。該廠處理后的廢水能否合法排放________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2g+3H2g CH3OHg+H2Og,該反應(yīng)的能量變化如圖所示:

1你認(rèn)為該反應(yīng)為____________填放熱或吸熱反應(yīng).

2恒容容器中,對于以上反應(yīng),能加快反應(yīng)速率的是 。

a升高溫度 b充入He c加入催化劑 d降低壓強

3在體積為2 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,測得CO2的物質(zhì)的量隨時間變化如下表所示。

t/min

0

2

5

10

15

nCO2/mol

1

0.75

0.5

0.25

0.25

從反應(yīng)開始到5min末,用H2濃度變化表示的平均反應(yīng)速率vH2= ;反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),此時H2的轉(zhuǎn)化率為 。

4在相同溫度、容積不變的條件下,能說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是 填序號

a.CO2、H2、CH3OH、H2O的濃度均不再變化

b.v生成CH3OH=v消耗CO2

c.nCO2nH2nCH3OHnH2O=1111

d.容器中混合氣體的密度保持不變

e H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為31

f.體系壓強不變

5以CH3OH、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)成然料電池,該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式是:_____________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W,其中X、Z、W與氫元素可組成XH3、H2ZHW共價化合物;Y與氧元素可組成Y2OY2O2的離子化合物。

1)寫出Y2O2的電子式:____ _,其中含有的化學(xué)鍵是___ _。

2)用電子式表示Y2O的形成過程________ _______。

3XZ、W三種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物中,稀溶濃氧化性最強的是_____(填化學(xué)式)。

4XH3H2ZHW三種化合物,其中一種與另外兩種都能反應(yīng)的是__________(填化學(xué)式)

5)由X、Y組成的化合物分子中.X、W原子的最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),該化合物遇水可生成一種具有漂白性的化合物,試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________ ____

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是

A.用硫氰化鉀溶液檢驗Fe3+:Fe3++3SCNFeSCN3

B.向海帶灰浸出液中加入稀硫酸、雙氧水:2I+2H++H2O2I2+2H2O

C.磨口玻璃試劑瓶被燒堿溶液腐蝕:SiO2+2Na++2OHNa2SiO3↓+H2O

D.NaHCO3溶液和少量BaOH2溶液混合:+OH+Ba2+H2O+BaCO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某實驗小組以H2O2分解為例,探究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照表中所示方案完成實驗。

實驗編號

反應(yīng)物

催化劑

10 mL 2% H2O2溶液

10 mL 5% H2O2溶液

10 mL 5% H2O2溶液

1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液

10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液

1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液

10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液

1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液

1催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是 。

2常溫下5% H2O2溶液的pH約為6,H2O2的電離方程式為

3實驗的目的是 。

實驗時由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示,通常條件下H2O2 穩(wěn)定,不易分解。為了達(dá)到實驗?zāi)康?你對原實驗方案的改進(jìn)是

4實驗③④⑤中,測得生成氧氣的體積隨時間變化的關(guān)系如圖所示。

分析圖像能夠得出的實驗結(jié)論是 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】電-Fenton法是用于水體里有機污染物降解的高級氧化技術(shù)。其反應(yīng)原理如圖所示,其中電解產(chǎn)生的H2O2與Fe2+發(fā)生Fenton反應(yīng):Fe2++H2O2Fe3++OH- +·OH,生成的羥基自由基·OH能氧化降解有機污染物。下列說法不正確的是

A.電源的A極是負(fù)極

B.電解池中只有O2、Fe3+發(fā)生還原反應(yīng)

C.陽極上發(fā)生電極反應(yīng):H2O-e-·OH + H+

D.消耗1molO2,可以產(chǎn)生4mol ·OH

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實驗式相同,但既不是同系物,又不是同分異構(gòu)體的是

A1-戊烯和2-甲基丙烯

B甲醛和甲酸甲酯

C1-丁醇與甲醚

D丙酸和甲酸乙酯

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】NH3經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到HNO3NH4NO3,如下圖所示。

1中,NH3O2在催化劑作用下反應(yīng),其化學(xué)方程式是______________。

2中,2NO(g)O2(g)2NO2(g)。在其他條件相

同時,分別測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(p1p2)下隨溫度變化的曲線(如圖)。

比較p1、p2的大小關(guān)系:p1________p2(填“<”,“>”“=”

隨溫度升高,該反應(yīng)平衡常數(shù)變化的趨勢是________(填增大,減小不變)。

3中,降低溫度,將NO2(g)轉(zhuǎn)化為N2O4(l),再制備濃硝酸。

已知:2NO2(g)N2O4(g) ΔH12NO2(g)N2O4(l) ΔH2

下列能量變化示意圖中,正確的是(選填字母)________

②N2O4O2、H2O化合的化學(xué)方程式是____________________。

4中,電解NO制備NH4NO3,其工作原理如圖所示。為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補充A。A______,說明理由:__________________________。

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同步練習(xí)冊答案