【題目】以天然氣為原料合成甲醇。有關(guān)熱化學(xué)方程式如下:
①2CH4(g)+O2(g) 2CO(g)+4H2(g) ΔH1=-70.8 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH2
③2CH4(g)+O2(g) 2CH3OH(g) ΔH3=-251.0 kJ·mol-1
(1)ΔH2=____kJ·mol-1。
(2)在體積可變的密閉容器中投入1 mol CO和2 mol H2,在不同條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得平衡時(shí)CH3OH的物質(zhì)的量隨溫度、壓強(qiáng)的變化如圖1所示。
①M(fèi)點(diǎn)時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為____;壓強(qiáng):p1____(填“>”“<”或“=”)p2。
②反應(yīng)速率:N點(diǎn)v正(CO)____(填“>”“<”或“=”)M點(diǎn)v逆(CO)。
③若壓強(qiáng)為p1、在1 L恒容密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)(起始投料不變),在不同溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)(lg K)如圖2所示。則溫度為506 K時(shí),平衡常數(shù)K=____(保留三位小數(shù)),B、C、D、E四點(diǎn)中能正確表示該反應(yīng)的lg K與T的關(guān)系的點(diǎn)為____。
④在2 L恒容密閉容器中充入a(a>0) mol H2、2 mol CO和7.4 mol CH3OH(g),在506 K下進(jìn)行上述反應(yīng)。為了使該反應(yīng)逆向進(jìn)行,a的范圍為________。
(3)某甲醇-空氣燃料電池以KOH溶液為電解質(zhì)溶液。當(dāng)KOH全部轉(zhuǎn)化成KHCO3時(shí)停止放電,寫(xiě)出此時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式________________________________。
【答案】 -90.1 25% > < 0.148 BE 0<a<10 CH3OH-6e-+7OH- HCO3-+5H2O
【解析】(1) ①2CH4(g)+O2(g)= 2CO(g)+4H2(g) ΔH1=-70.8 kJ·mol-1,③2CH4(g)+O2(g) 2CH3OH(g) ΔH3=-251.0 kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,將(③-①)×得:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH2=×[(-251.0 kJ·mol-1)-(-70.8 kJ·mol-1)]= -90.1 kJ·mol-1,故答案為:-90.1;
(2)①根據(jù)圖像,M點(diǎn)時(shí),生成的甲醇為0.25mol,則反應(yīng)的H2為0.5mol,H2的轉(zhuǎn)化率=×100%=25%;根據(jù)反應(yīng)方程式CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),甲醇的物質(zhì)的量增大,因此p1>p2,故答案為:25%;>;
②其他條件相同時(shí),壓強(qiáng)越大,反應(yīng)速率越快,反應(yīng)速率:N點(diǎn)v正(CO)<M點(diǎn)v逆(CO) ,故答案為:<;
③根據(jù)圖像1,壓強(qiáng)為p1時(shí),平衡時(shí)甲醇為0.25mol,則CO為1mol-0.25mol=0.75mol,H2為2mol-0.25mol×2=1.5mol,平衡常數(shù)K==0.148;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),K減小,lg K減小,符合條件的點(diǎn)有BE,故答案為:0.148;BE;
④為了使該反應(yīng)逆向進(jìn)行,需要滿足Qc大于K,即>,因此a<10,故答案為:0<a<10;
(3) 甲醇-空氣燃料電池以KOH溶液為電解質(zhì)溶液。當(dāng)KOH全部轉(zhuǎn)化成KHCO3時(shí)停止放電,此時(shí)負(fù)極上甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)生成HCO3-,電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+7OH-= HCO3-+5H2O,故答案為:CH3OH-6e-+7OH-= HCO3-+5H2O。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中,正確的是
A. 以海水為原料制得精鹽,再電解精鹽的水溶液制取鈉
B. 用海水、石灰乳等為原料,經(jīng)一系列過(guò)程制得氧化鎂,用H2還原氧化鎂制得鎂
C. 以鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等為原料,通過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石制得鐵
D. 從鋁土礦中獲得氧化鋁再制得氯化鋁固體,電解熔融的氯化鋁得到鋁
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】Al、Fe、Cu 是重要的材料元素,在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)基態(tài)Fe2+的核外電子排布式為[Ar]______,有__個(gè)未成對(duì)電子。
(2)氯化鋁熔點(diǎn)為194℃,而氧化鋁熔點(diǎn)為2050℃,二者熔點(diǎn)相差很大的原因是_____。
(3)已知Al 的第一電離能為578kJ/mol、第二電離能為1817 kJ/mol、第三電離能為2745 kJ/mol、第四電離能為11575 kJ/mol。請(qǐng)解釋其第二電離能增幅較大的原因________。
(4)甲醇重整制氫反應(yīng)中,銅基催化劑如CuO/SiO2具有重整溫度低、催化選擇性高的優(yōu)點(diǎn)。Cu、Si、O元素電負(fù)性由大到小的順序是____;SiO2中Si原子采取____雜化。
(5)一種銅的溴化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:該晶胞中銅的配位數(shù)是___,與溴緊鄰的溴原子數(shù)目是________,由圖中P點(diǎn)和Q點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)可確定R點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為________;已知晶胞參數(shù)為apm,其密度為_______g/cm3 (列出計(jì)算式即可)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于NO2與水反應(yīng),( )
A.NO2只做氧化劑B.NO2只做還原劑
C.NO2既做氧化劑又做還原劑D.氮元素的化合價(jià)不發(fā)生變化
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】據(jù)報(bào)道,最近科學(xué)家在宇宙中發(fā)現(xiàn)O4分子,則O4和O3屬于
A.同位素B.同一種物質(zhì)C.同素異形體D.以上都不是
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各組物質(zhì)中互為同分異構(gòu)體的是
A.1H2、2H2與3H2B.冰與干冰C.金剛石和石墨D.CH3CH2OH與CH3OCH3
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】右圖是周期表中短周期的一部分,A、B、C三種元素原子核外的電子數(shù)之和等于B原子的質(zhì)量數(shù)。B原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等。下列敘述不正確的是( )
A. 三種元素的原子半徑的大小順序是B>C>A
B. A元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物具有強(qiáng)氧化性
C. B元素的氧化物、氫化物的水溶液都呈酸性
D. C元素是非金屬性最強(qiáng)的元素
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器名稱(chēng)的標(biāo)注或?qū)嶒?yàn)操作,正確的是( )
A.
B.
C.
D.
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