【題目】開發(fā)、使用清潔能源發(fā)展“低碳經(jīng)濟”,正成為科學(xué)家研究的主要課題.氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料,可制作燃料電池.
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1=﹣1275.6kJmol﹣1②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=﹣566.0kJmol﹣1
③H2O(g)=H2O(l)△H3=﹣44.0kJmol﹣1寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:
(2)生產(chǎn)甲醇的原料CO和H2來源于:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ①一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖a.則,P1P2;A、B、C三點處對應(yīng)平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的大小順序為 . (填“<”、“>”“=”)
②100℃時,將1mol CH4和2mol H2O通入容積為1L 的反應(yīng)室,反應(yīng)達平衡的標志是:
A.容器內(nèi)氣體密度恒定
B.單位時間內(nèi)消耗0.1mol CH4同時生成0.3mol H2
C.容器的壓強恒定
D.3v正(CH4)=v逆(H2
③如果達到平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率為0.5,則100℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
(3)某實驗小組利用CO(g)、O2(g)、KOH(aq)設(shè)計成如圖b所示的電池裝置,負極的電極反應(yīng)式為 . 用該原電池做電源,常溫下,用惰性電極電解200mL飽和食鹽水(足量),消耗標準狀況下的CO 224mL,則溶液的pH= (不考慮溶液體積的變化)

【答案】
(1)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=﹣442.8kJ?mol﹣1
(2)<; KC>KB>KA; CD;2.25
(3)CO﹣2e ̄+4OH ̄=CO32 ̄+2H2O;13
【解析】解:(1)①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=﹣1275.6kJmol﹣1

②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=﹣566.0kJmol﹣1

③H2O(g)═H2O(l)△H=﹣44.0kJmol﹣1

根據(jù)蓋斯定律,將已知反應(yīng) ×(①﹣②+③×4)得到CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l),所以該反應(yīng)的△H= ×[(﹣1275.6kJ/mol)﹣(﹣566.0kJ/mol)+(﹣44.0kJ/mol)×4]=﹣442.8kJmol﹣1,即CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=﹣442.8kJmol﹣1,

所以答案是:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=﹣442.8kJmol﹣1;(2)①在圖a的200℃位置,平行與縱軸畫一條虛線,可見CH4的轉(zhuǎn)化率P1>P2,在CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)反應(yīng)中,生成物的氣體體積大于反應(yīng)物,壓強增大時平衡向逆向移動,故P1<P2,平衡常數(shù)只受溫度影響,壓強不變升高溫度,甲烷的轉(zhuǎn)化率會增大,平衡正向進行,所以反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度越高,K越大,A、B、C三點處對應(yīng)的溫度是逐漸升高的,所以平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的大小順序為KC>KB>KA,

所以答案是:<;KC>KB>KA;

②A.容器內(nèi)氣體密度= ,質(zhì)量是守恒的,V是不變的,所以密度始終不變,當(dāng)密度不變時,不一定平衡,故A錯誤;

B.單位時間內(nèi)消耗0.1mol CH4同時生成0.3molH2,只能說明正反應(yīng)速率,不能證明正逆反應(yīng)速率相等,不一定平衡,故B錯誤;

C.反應(yīng)是前后系數(shù)和變化的反應(yīng),當(dāng)容器的壓強恒定,則達到了平衡,故C正確;

D.3v(CH4)=v(H2),能體現(xiàn)v(正)=v(逆),故D正確;

所以答案是:CD;

③平衡時甲烷的轉(zhuǎn)化為0.5,則甲烷的濃度變化量=1mol/L×0.5=0.5mol/L,

CH4(g)+

H2O(g)

CO(g)+

3H2(g)

起始(mol/L)

1

2

0

0

轉(zhuǎn)化(mol/L)

0.5

0.5

0.5

1.5

平衡(mol/L)

0.5

1.5

0.5

1.5

故平衡常數(shù)K= =2.25,

所以答案是:2.25;(3)電解質(zhì)溶液呈堿性,則負極上CO失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水,負極反應(yīng)式為CO﹣2e+4OH=CO32+2H2O,消耗的標準狀況下的CO24mL,則CO的物質(zhì)的量為 =0.01mol,則轉(zhuǎn)移電子為0.02mol,電解飽和食鹽水的離子方程式為:2Cl+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH,由轉(zhuǎn)移電子守恒可知,生成的氫氧根離子的物質(zhì)的量為0.02mol,則c(OH)=0.1mol/L,所以pH=13.

所以答案是:CO﹣2e+4OH=CO32+2H2O;13.

【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解化學(xué)平衡的計算的相關(guān)知識,掌握反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%;產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%.

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】用氟硅酸(H2SiF6)制備冰晶石(Na3AlF6)的工藝流程如下所示:

(1)氟硅酸(H2SiF6)酸性強于硫酸,通常由四氟化硅經(jīng)水吸收制得,其化學(xué)方程式為______________________________。

(2)反應(yīng)②為脫硅工藝,濾渣②是__________。

(3)NaF溶液中加入Al2(SO4)3溶液發(fā)生反應(yīng)③的離子方程式為_______________;NaF溶液呈堿性,在加入A l2(SO4)3溶液前,需先用硫酸將NaF溶液的pH下調(diào)至5左右,否則可能產(chǎn)生副產(chǎn)物______________。

(4)干燥前,檢驗冰晶石是否洗滌干凈的實驗方法是____________________________。

(5)從母液中可循環(huán)利用的物質(zhì)是_____________________。

(6)碳酸化法也是工業(yè)制取冰晶石的一種方法:在偏鋁酸鈉及氟化鈉溶液中,通入足量二氧化碳即可,請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用石灰石、食鹽、焦炭、水為原料,寫出合成聚氯乙烯的化學(xué)方程式.(已知:CaO+3C CaC2+CO↑)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,在2L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如下圖所示,下列描述正確的是( )

A. 反應(yīng)開始到10s,用Z表示的反應(yīng)速率為 0.158moL/(L·s)

B. l0 s后,該反應(yīng)停止進行

C. 反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2X(g)+Y(g)2Z(g)

D. 反應(yīng)開始到l0s時,平均反應(yīng)速率 :ν(X)=ν(Y)=0.0395mol/(L·s)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】無水MgBr2 可廣泛用于有機反應(yīng)催化劑、污水處理劑等。實驗室可用鎂屑與液溴為原料,采用下圖裝置制備無水MgBr2,請回答:

(1)識別下圖中儀器。A的名稱是______,B是_______

(2)實驗時,可向裝置C中緩慢通入干燥的氮氣,直至溴完全導(dǎo)入三頸瓶中。干燥的氮氣能將液溴吹出,因為液溴具有________的性質(zhì);實驗中不能用干燥空氣代替干燥N2,原因是:___________________________________________________________

(3)已知:Mg和Br2反應(yīng)劇烈放熱;乙醚(C2H5OC2H5)極易揮發(fā)。MgBr2和乙醚能發(fā)生如下反應(yīng):MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5+Q(Q>0);反應(yīng)完畢后恢復(fù)至室溫,過濾,濾液轉(zhuǎn)移至另一干燥的燒瓶中,冷卻至0°C,析出晶體,再過濾得三乙醚合溴化鎂粗品。第一次過濾除去的物質(zhì)是_______。過濾必須用到的玻璃儀器是:_______。

(4)試用平衡移動的原理說明得到三乙醚合溴化鎂后,加熱有利于其分解,得無水MgBr2產(chǎn)品的原因: ______________________________

(5)為測定產(chǎn)品的純度,可用EDTA(簡寫為Y4-)標準溶液滴定,反應(yīng)的離子方程式:Mg2++Y4-====Mg Y2-

①滴定前潤洗滴定管的操作方法是____________________________

②測定前,先稱取0.2500g無水MgBr2產(chǎn)品,溶解后,用0.0500mol/L的EDTA 標準溶液滴定至終點,消耗EDTA 標準溶液26.50mL,則測得無水MgBr2產(chǎn)品的純度是___________ (以質(zhì)量分數(shù)表示)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】同溫同壓下,等體積的CO2CO兩種氣體相等的是(

A.分子數(shù)B.原子數(shù)C.質(zhì)量D.密度

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下將NaOH溶液滴加到H2X溶液中,混合溶液的pH與、的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是

A. H2X為二元強酸

B. 當(dāng)=1時,溶液中c(HXˉ)=c(H2X)

C. NaHX溶液中c(H+)<c(OHˉ)

D. 當(dāng)溶液pH=4.6時c(HXˉ)>c (X2-)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】X、Y、Z和W代表原子序數(shù)依飲增大的四種短周期元素,X原子核內(nèi)沒有中子,在周期表中,Z與Y、W均相鄰; Y、Z和W的原子最外層電子數(shù)之和為17。則下列有關(guān)敘述正確的是

A. Y、Z和W可能位于同一周期

B. Y和W分別形成的含氧酸均為強酸

C. Y、Z、W分別形成的簡單氫化物中,W的簡單氫化物相對分子質(zhì)量最大,熔佛點最高

D. X、Y、Z和W可以組成原子個數(shù)比為5: 1:4:1的離子化合物

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1,2﹣二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑,常溫下它是無色液體,密度2.18gcm﹣3,沸點131.4℃,熔點9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有機溶劑.在實驗室中可以用下圖所示裝置制備1,2﹣二溴乙烷.其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃硫酸的混合液,試管d中裝有液溴(表面覆蓋少量水).
填寫下列空白:
(1)寫出本題中制備1,2﹣二溴乙烷的兩個化學(xué)反應(yīng)方程式.
(2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以檢查實驗進行時試管d是否發(fā)生堵塞.請寫出發(fā)生堵塞時瓶b中的現(xiàn)象.
(3)容器c中NaOH溶液的作用是:
(4)某學(xué)生在做此實驗時,使用一定量的液溴,當(dāng)溴全部褪色時,所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量,比正常情況下超過許多.如果裝置的氣密性沒有問題,試分析其可能的原因.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案