甲醇來源豐富、價格低廉、運輸貯存方便,是一種重要的化工原料,有著重要的用途和應(yīng)用前景。
(1)工業(yè)生產(chǎn)甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g)  △H = —90.8kJ/mol。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)      △H = —571.6kJ/mol;
H2(g)+O2(g)=H2O(g)    △H = —241.8kJ/mol;
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)    △H = —566.0kJ/mol
CH3OH(g) = CH3OH(l)      △H = —37.3kJ/mol
①計算液體CH3OH的燃燒熱為                 。
②若在恒溫恒容的容器內(nèi)進行反應(yīng)CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g),下列表示該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志有             (填字母序號)。
A.有1個H—H鍵生成的同時有 3個C—H鍵生成
B.CO百分含量保持不變
C.容器中混合氣體的壓強不變化
D.容器中混合氣體的密度不變化
(2)制甲醇所需要的H2,可用下列反應(yīng)制。篐2O(g)+CO(g) H2(g)+ CO2(g) △H<0,某溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1。若起始時c(CO)=1mol?L-1,c(H2O)=2mol?L-1,試回答下列問題:
①該溫度下,反應(yīng)進行一階段時間后,測得H2的濃度為0.5mol?L-1,則此時該反應(yīng)v(正)          v(逆)(填“>”、“<”或“=”);
②若反應(yīng)溫度不變,達到平衡后,H2O的轉(zhuǎn)化率為         
(3)某實驗小組設(shè)計了如右圖7所示的甲醇燃料電池裝置。

①該電池工作時,OH      極移動(填“a”或“b”);
②工作一段時間后,測得溶液的pH減小,該電池負極反應(yīng)的離子方程式為                      
(12分)
(1)726.5KJ/mol(2分)   BC(2分)
(2)> (2分)    33.3% (2分)
(3)b(2分)    CH3OH + 8OH- - 6e- = CO32- + 6H2O (2分)

試題分析:
(1)①根據(jù)蓋斯定律把方式程式進行加減運算,得出結(jié)果為726.5。②A應(yīng)該是有2個H—H鍵生成的同時有 3個C—H鍵生成;D.容器中混合氣體的密度始終不變化,無法做為判斷依據(jù);(2)①通過運用三態(tài)法計算出此溫度下的平衡常數(shù)為K’=0.5*0.5/0.5*1.5=1/3<1,所以平衡正向移動,所以v(正)>v(逆)。②根據(jù)平衡常數(shù)K=1,運用三態(tài)法計算出H2O的轉(zhuǎn)化率為33.3%。
(3)①該電池工作時,OH極移動,由于O2在正極參加反應(yīng),所以b極應(yīng)該是負極。②負極中首先清楚是甲醇失去電子生成CO2,但由于電解質(zhì)溶液呈堿性所以產(chǎn)物中應(yīng)該有CO32-生成。所以電極反應(yīng)式為CH3OH + 8OH- - 6e- = CO32- + 6H2O (2分)。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

氫氧燃料電池是將多孔鎳電極放置在KOH溶液中,然后分別向兩極通入H2和O2,即可產(chǎn)生電流.下列敘述中正確的是( 。
A.通入H2的電極為正極
B.正極的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-
C.工作時,負極區(qū)溶液pH增大
D.工作時,溶液中的陰離子移向正極

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

近年來,由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題,關(guān)于CO2和碳酸鹽應(yīng)用的研究受到人們的重視。某研究小組利用反應(yīng):CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H=-41.2kJ/mol ,制備CO2與H2的混合氣體,并進一步研究CO2與H2以不同的體積比混合時在合適條件下的反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)用。
(1) 已知:850℃時在一體積為10 L的恒容密閉容器中,通入一定量的CO和H2O,CO和H2O濃度變化如圖1所示:

下列說法正確的是      (填序號)
A.達到平衡時,氫氣的物質(zhì)的量是0.12mol
B.達到平衡時,反應(yīng)體系最終會放出49.44kJ熱量
C.在0—4min,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大
D.第6min時,若升高溫度,反應(yīng)平衡常數(shù)會減小
E.第8min時,若充入氦氣,會導(dǎo)致v(CO)<v(H2O)
(2) 850 ℃時,若在容積為2 L的密閉容器中同時充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2和x mol H2。若要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進行,則x應(yīng)滿足的條件是                        。
(3) 如將H2與CO2以4:1的體積比混合,在適當?shù)臈l件下可制得CH4。已知:
CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l)   ΔH1=-890.3 kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)            ΔH2=-285.8 kJ/mol
則CO2(g)與H2(g)反應(yīng)生成CH4(g)與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式是                              。
(4) 熔融鹽燃料電池(見圖2)是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),以CH4為燃料,空氣為氧化劑,稀土金屬材料為電極。已知負極的電極反應(yīng)是CH4 +4CO32-8e=5CO2+2H2O。正極的電極反應(yīng)是________。為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定。為此電池工作時必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán),則A物質(zhì)的化學(xué)式是_________。實驗過程中,若通入了標準狀況下空氣448 L(假設(shè)空氣中O2體積分數(shù)為20%),則熔融鹽燃料電池消耗標準狀況下CH4____________L。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

氮是地球上含量豐富的一種元素,氨和肼(N2H4)是氮的兩種常見化合物,在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用。
Ⅰ.(1)N2H4中的N原子最外層達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),寫出N2H4的結(jié)構(gòu)式_____________。

(2)NH3與NaClO反應(yīng)可得到肼(N2H4),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                。
(3)肼是一種高能燃料,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如右圖所示,寫出肼燃燒的熱化學(xué)方程式                                    。
Ⅱ.氨的合成是最重要的化工生產(chǎn)之一。已知:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1
在3個體積均為2L的密閉容器中,在相同的溫度下,使用相同的催化劑合成氨,實驗測得反應(yīng)在起始、達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:    

試回答:
(1)下列各項能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是______________(填寫序號字母)。
a.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1︰3︰2
b.v(N2=3v(H2
c.容器內(nèi)壓強保持不變
d.混合氣體的密度保持不變
(2)分析上表數(shù)據(jù),下列關(guān)系正確的是_________(填寫序號字母)。
A.2c1>1.5mol·L-1B.w3=w1C.2ρ12D.K= K= K
(3)容器乙中反應(yīng)從開始到達平衡平均速率為v(H2)= _____________。
III.直接供氨式堿性燃料電池的電池反應(yīng)式是4NH3+3O2=2N2+6H2O,電解質(zhì)溶液一般使用KOH溶液,則負極電極反應(yīng)式是__________        

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:計算題

高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法,發(fā)生的主要反應(yīng)為:
Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g) △H
(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) △H1="+489.0" KJ·mol-1
②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) △H2=+172.5KJ·mol-1
則△H=   KJ?mol-1
(2)高爐煉鐵反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=   ,溫度升高后,K值   (填“增大”、“不變”或“減小”)。
(3)在T℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64,在2L恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質(zhì),反應(yīng)經(jīng)過一段時間后達到平衡。
 
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
2.0
1.0
1.0
 
①甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為   。
②下列說法正確的是   (填字母)。
A.當容器內(nèi)氣體密度恒定,表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
B.甲容器中CO的平衡時的速率小于乙容器中CO平衡時的速率
C.甲、乙容器中,CO的平衡濃度之比為3:2  
D.增加Fe2O3的量可以提高CO的轉(zhuǎn)化率
(4)汽車尾氣是城市空氣污染的一個重要因素,一種CO分析儀的傳感器可測定汽車尾氣是否符合排放標準,該分析儀的工作原理類似燃料電池,其中電解質(zhì)是氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在高溫熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2(過程中無氣體產(chǎn)生),則負極的反應(yīng)式為   。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

天然氣、煤炭氣(CO、H2)的研究在世界上相當普遍。其中天然氣和二氧化碳可合成二甲醚,二甲醚與水蒸氣制氫氣作為燃料電池的氫能源,比其他制氫技術(shù)更有優(yōu)勢。主要反應(yīng)為:
①CH3OCH3(g) +H2O(g) 2CH3OH(g)    △H= 37Kj·mol-1
②CH3OH(g)+H2O(g) 3 H2(g)+CO2(g)   △H =49Kj·mol-1
③CO2(g) +H2(g) CO(g) +H2O(g)      △H=41.3Kj·mol-1
其中反應(yīng)③是主要的副反應(yīng),產(chǎn)生的CO對燃料電池Pt電極有不利影響。
請回答下列問題:
(1)二甲醚可以通過天然氣和CO2合成制得,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                    。
(2)CH3OCH3(g)與水蒸氣制氫氣的熱化學(xué)方程式為                           。
(3)下列采取的措施和解釋正確的是                 。(填字母序號)
A.反應(yīng)過程在低溫進行,可減少CO的產(chǎn)生
B.增加進水量,有利于二甲醚的轉(zhuǎn)化,并減少CO的產(chǎn)生
C.選擇在高溫具有較高活性的催化劑,有助于提高反應(yīng)②CH3OH的轉(zhuǎn)化率
D.體系壓強升高,雖然對制取氫氣不利,但能減少CO的產(chǎn)生
(4)煤炭氣在一定條件下可合成燃料電池的另一種重要原料甲醇,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
CO (g) +2H2(g) CH3OH(g) △H <0。現(xiàn)將l0mol CO與20mol H2置于密閉容器中,在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇,CO的平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度、壓強的關(guān)系如下圖所示。

①自反應(yīng)開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA         tB(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②A、C兩點的平衡常數(shù)KA            KC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(5)某工作溫度為650oC的熔融鹽燃料電池,是以鎳合金為電極材料,負極通人煤炭氣(CO、H2),正極通人空氣與CO2的混合氣體,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3混合物做電解質(zhì)。請寫出正極的電極反應(yīng)式   ____                                  。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:問答題

甲醇是重要的化工原料,在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。
(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
①在以上制備甲醇的兩個反應(yīng)中:反應(yīng)Ⅰ優(yōu)于反應(yīng)Ⅱ,原因為_________________。
②對于反應(yīng)Ⅰ,下圖甲表示能量的變化;圖乙表示一定溫度下,在體積為2L的密閉容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的濃度隨時聞巒化。

在“圖甲”中,曲線__________(填:“a”或“b”)表示使用了催化劑;該反應(yīng)屬于________(填:“吸熱”、“放熱”)反應(yīng)。在圖乙中從反應(yīng)開始到建立平衡,用H2濃度變化表示的反應(yīng)速率為_____________;該溫度下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為__________.
③對于反應(yīng)Ⅱ,在一定溫度時,將lmol CO2年和3mol H2充入一密閉恒容容器中,充分反應(yīng)達到平衡后,若CO2的轉(zhuǎn)化率為a,則容器內(nèi)的平衡壓強與起始壓強之比為__________;若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是____________。
a.升高溫度
b.增加CO2的量
c.充入He,使體系總壓強增大
d.按原比例再充入CO2和H2   
(2)甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染,有一種電化學(xué)法可消除這種 污染,其原理是:通電后,將Co2氧化成Co3,然后以Co3做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實驗室用下圖裝置模擬上述過程。

①陽極電極反應(yīng)式為____________。
②除去甲醇的離子方程式為________________。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

硫-碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng):
Ⅰ.SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI     Ⅱ. 2HIH2+I2(g) 
Ⅲ. 2H2SO4=2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反應(yīng),下列判斷正確的是      。
a.反應(yīng)Ⅲ易在常溫下進行      
b.反應(yīng)Ⅰ中SO2氧化性比HI強
c.循環(huán)過程中需補充H2O    
d.循環(huán)過程中產(chǎn)生1 mol O2的同時產(chǎn)生1 mol H2
(2)一定溫度下,向1 L密閉容器中加入1 mol HI(g),發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,H2物質(zhì)的量隨時間的變化如右圖所示。那么,0~2 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率:υ(HI)=                   。

相同溫度下,若開始加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍,則   是原來的2倍。
a.壓強               b.HI的平衡濃度   
c.達到平衡的時間     d.平衡時H2的體積分數(shù)
(3)用足量Zn和一定量的硫酸制取H2,反應(yīng)時溶液中水的電離
(H2OH+OH)平衡     移動(填“向左”“向右”或者“不”);若要減小產(chǎn)生H2的速率而又不影響產(chǎn)生H2的總量,應(yīng)向硫酸中加入下列試劑中的      。
a.Na2CO3溶液  b.K2SO4溶液  c.NaNO3溶液 d.水  e.CuSO4溶液
(4)以H2為燃料制成燃料電池,若:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572 kJ/mol,
當電池釋放228.8 kJ電能時,生成1 mol液態(tài)水,該電池的能量轉(zhuǎn)化率為    。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

I.已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) △H=+140kJ·mol1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)         △H=-221kJ·mol1
寫出TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)TiCl4和CO氣體的熱化學(xué)方程式:                。
II.將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計),在恒定溫度下使其達到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)
則可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是        。
A.2v(NH3)=v(CO2)                  B.密閉容器中總壓強不變
C.密閉容器中混合氣體的密度不變       D.密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變
III.以丙烷為燃料制作新型燃料電池,電解質(zhì)是熔融碳酸鹽。電池的一極通入O2和CO2,電極反應(yīng)式為:O2+2CO2+4e-=2CO32-;另一極通入丙烷,電極反應(yīng)式為                ;放電時,CO32移向電池的         (填“正”或“負”)極。
IV.如圖裝置所示,C、D、E、F都是惰性電極,甲、乙中溶液的體積和物質(zhì)的量濃度都相同(假設(shè)通電前后溶液體積不變),A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后,F(xiàn)極附近呈紅色。

⑴若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時,對應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為         。
⑵現(xiàn)用丙裝置作“銅的電解精煉”,則H應(yīng)該是          。(填“純銅”或“粗銅”)。
⑶上圖甲裝置電解CuSO4溶液一段時間后,向所得溶液中加入0.2mol Cu(OH)2后,恰好使溶液恢復(fù)到電解前的濃度。則乙裝置中,若不考慮Cl2的溶解及與堿的反應(yīng),此裝置共產(chǎn)生氣體       L(標準狀況)。

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