【題目】CO2是一種廉價(jià)的碳資源,其綜合利用具有重要意義。CO2CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。

(1)已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:

化學(xué)鍵

C-H

C=O

H-H

C≡O(shè)(CO)

鍵能/kJ·mol-1

413

745

436

1075

則該反應(yīng)的△H=______kJ·mol-1。

(2)為了加快該反應(yīng)的速率,可以進(jìn)行的措施是_____。

A.恒溫恒壓下,按原比例充入CH4、CO2

B.恒溫下,縮小容器體積

C.增大反應(yīng)物與催化劑的接觸面積

D.降低溫度

(3)恒溫下,向2L體積恒定的容器中充入一定量的CO2、CH4,使其在催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng),經(jīng)tmin后,測(cè)得COamol,則v(CO2)=______。下列各項(xiàng)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是______。

A.容器內(nèi)氣體密度保持一定 B.容器內(nèi)CO2、CH4的濃度之比為1∶1

C.該反應(yīng)的正反應(yīng)速率保持一定 D.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持一定

(4)用甲烷作燃料的堿性燃料電池中,電極材料為多孔惰性金屬電極,則負(fù)極的電極反應(yīng)式為_______________

【答案】 +120 BC a/4tmol/(L·mim) CD CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O

【解析】1ΔH=反應(yīng)物的化學(xué)鍵鍵能總和-生成物的化學(xué)鍵鍵能總和;

2)根據(jù)外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響分析;

3)根據(jù)v=△c/△t計(jì)算;根據(jù)平衡狀態(tài)的特征解答;

4)燃料電池中燃料在負(fù)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)。

1)根據(jù)方程式結(jié)合鍵能可知該反應(yīng)的△H=(4×413+2×7452×10752×436kJ/mol=+120 kJ/mol。

2A.恒溫恒壓下,按原比例充入CH4、CO2,則反應(yīng)物濃度不變,反應(yīng)速率不變,A錯(cuò)誤;B.恒溫下,縮小容器體積反應(yīng)物濃度增大,反應(yīng)速率加快,B正確;C.增大反應(yīng)物與催化劑的接觸面積可以加快反應(yīng)速率,C正確;D.降低溫度反應(yīng)速率減小,D錯(cuò)誤;答案選BC。

3)恒溫下,向2L體積恒定的容器中充入一定量的CO2CH4,使其在催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng),經(jīng)tmin后,測(cè)得COamol,則根據(jù)方程式可知消耗二氧化碳是0.5amol,濃度是a/4 mol·L1,所以v(CO2)=a/4t mol/(L·mim)。在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。則A.密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的,則容器內(nèi)氣體密度保持一定不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;B.容器內(nèi)CO2CH4的濃度之比為11不能說明正逆反應(yīng)速率相等,不一定處于平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤;C.該反應(yīng)的正反應(yīng)速率保持一定說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C正確;D.正反應(yīng)體積增大,則容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持一定說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D正確。答案選CD。

4)用甲烷作燃料的堿性燃料電池中,負(fù)極是甲烷發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),因此電極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲烷、甲醇都是清潔能源。

(1)已知下列熱化學(xué)方程式

CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g) +H2O (g)△H= -49.0 kJ/mol

CH4(g)+2O2(g)=2H2O(g) +CO2(g) △H= -802.3 kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol

H2O(g)=H2O(l) △H= -44.0 kJ-mol

CH4(g)+1/2O2(g)=CH3OH(g) △H =____________。

(2)工業(yè)上合成甲醇的另一種方法是2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) △H。

一定溫度下在3個(gè)體積均為1.0 L的恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),相關(guān)物理量見下表

容器

溫度/K

物質(zhì)的起始濃度/molL-1

物質(zhì)的平衡濃度/mol.L-1

c(H2)

c(CO)

c(CH3OH)

c(CH3OH)

I

400

0.20

0.10

0

0.080

II

400

0.40

0.20

0

III

500

0

0

0.10

0.025

該反應(yīng)的△H______0(填“>”或“<”)。

達(dá)到平衡時(shí),容器Ic(CH3OH)_____0.16mol/L(填“>” “<” 或“=”)。

③400 K 時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________

(3)文獻(xiàn)報(bào)道某課題組利用CO2催化缺化制甲烷的研究過程如下:

反應(yīng)結(jié)束后,氣體中檢測(cè)到CH4H2濾液中檢測(cè)到HCOOH,固體中檢測(cè)到鎳粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2 的產(chǎn)量和鎳粉用量的關(guān)系如下圖所示(儀改變鎳粉用量,其他條件不變)。研究人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論:HCOOH CO2轉(zhuǎn)化為CH4 的中間體,即:

寫出產(chǎn)生H2的反應(yīng)方程式_________。

由圖可知,鎳粉是_______(填字母)。

a.反應(yīng)I的催化劑 b.反應(yīng)II 的催化劑

c.反應(yīng)III的催化劑 d.不是催化劑

當(dāng)鎳粉用量從1mmol增加到10mmol,反應(yīng)速率的變化情況是______(填字母)。

a.反應(yīng)1的速率增加,反應(yīng)II的速率不變

b.反應(yīng)I的速率不變,反應(yīng)II的速率增加

c.反應(yīng)I、II的速率均不變

d.反應(yīng)I、II的速率均增加,且反應(yīng)I的速率增加得快

e.反應(yīng)I、II的速率均增加,且反應(yīng)II 的速率增加得快

f.反應(yīng)I的速率減小,反應(yīng)II的速率增加

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】酸性廢水中的NH4+可在一定條件下利用硝酸鹽菌轉(zhuǎn)化為NO3-,再用圖示的電化學(xué)裝置除去NO3-下列有關(guān)說法正確的是

A. a端是直流電源的負(fù)極

B. 該裝置把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

C. 圖中離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜

D. 陰級(jí)的電極反應(yīng)式為2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某工廠酸性廢液中含有Fe3+、Al3+、Fe2+、SO42-,以該廢液為原料制備Fe2O3的工藝流程如下(部分操作和條件略):

已知:①NH4HCO3在熱水中會(huì)分解。

②常溫下,溶液中不同金屬離子生成氫氧化物沉淀時(shí)的pH見下表:

金屬離子(0.1mol·L-l)

Fe3+

Fe2+

Al3+

開始沉淀時(shí)的pH

2.4

7.6

3.4

完全沉淀時(shí)的pH

3.7

9.6

4.8

回答下列問題:

(1)寫出“還原”步驟中反應(yīng)的離子方程式:_________________________________。

(2)試劑X可選用_________(任寫一種,填化學(xué)式),“濾渣”的主要成分是_________________。

(3)加入碳酸氫銨后過濾,發(fā)現(xiàn)濾液仍然渾濁,可能的原因是_________________________,用90℃熱水洗滌FeCO3沉淀的目的是______________________________________

(4)若在實(shí)驗(yàn)室中灼燒FeCO3應(yīng)在_____________(填儀器名稱)中進(jìn)行,“灼燒氧化”發(fā)生的化學(xué)方程式為__________________________________

(5)若工業(yè)上灼燒氧化174.0噸FeCO3得到117.6噸產(chǎn)品,則該產(chǎn)品中Fe2O3的純度為___________ (設(shè)產(chǎn)品中雜質(zhì)只有FeO,保留一位小數(shù))。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)屬于電解質(zhì)的是(
A.Cu
B.硝酸鉀溶液
C.AgCl
D.NH3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下,用0.1mol/LNaOH溶液滴定10 mL 0.1 mol/LH2A溶液,溶液的pH與NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是

A. A點(diǎn)溶液中加入少量水:增大

B. B點(diǎn):c( HA -)>c(H+)>c(A2一)>c(H2A)

C. 水電離出來的c(OH -):B點(diǎn)>D點(diǎn)

D. C點(diǎn):c(Na+) =c(HA-)+2c( A2-)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】【物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】磷化硼(BP)是一種受關(guān)注的耐磨涂層材料,可作為鈦等金屬表面的保護(hù)薄膜。

(1)三溴化硼和三溴化磷混合物在高溫條件下與H2反應(yīng)可以制得BP。

①上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________

②磷原子中存在_____種不同能量的電子,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_______

③常溫下,三溴化磷是淡黃色發(fā)煙液體,可溶于丙酮、四氯化碳中,該物質(zhì)屬于______晶體(填晶體類型)。

(2)已知磷酸是中強(qiáng)酸,硼酸是弱酸;pKa= -lgKa

①有機(jī)酸的酸性強(qiáng)弱受鄰近碳上取代原子的影響,如酸性:BrCH2COOH >CH3COOH。據(jù)此推測(cè),pKa:AtCH2COOH____ClCH2COOH(填“>”、“<”、“=”)

②磷酸是三元酸,寫出兩個(gè)與PO43-具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子_________________。

③硼酸是一元酸,它在水中表現(xiàn)出來的弱酸性,并不是自身電離出氫離子所致,而是水分子與B(OH)3結(jié)合,生成一個(gè)酸根離子,該陰離子的結(jié)構(gòu)式為:_________(若存在配位鍵,請(qǐng)用箭頭標(biāo)出)。

(3)高溫陶瓷材料Si3N4的成鍵方式如圖1所示,結(jié)構(gòu)中N—Si—N的鍵角比Si—N—Si的鍵角大,其原因是_____________________________________。

(4)磷化硼的晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示。晶胞中P原子的堆積方式為________(填“簡單立方”、“體心立方”或“面心立方最密”)堆積。若該晶體中最鄰近的兩個(gè)P原子之間的距離為a nm,則晶體密度為__________g·cm-3(只需列出計(jì)算式)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知丙酮(C3H6O)通常是無色液體,易溶于水,密度小于1 gmL1 , 沸點(diǎn)約為55℃.要從水與丙酮的混合物中將丙酮分離出來,下列方法中最為合理的是(
A.蒸餾
B.分液
C.過濾
D.蒸發(fā)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】I.A~D是四種烴分子的球棍模型(如圖)

(1)所有原子一定共平面的是______(填序號(hào))

(2)能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的物質(zhì)是_____ (填序號(hào))

(3)D與濃硝酸和濃硫酸共熱的化學(xué)方程式______。

II.某些有機(jī)物的轉(zhuǎn)化如下圖所示。已知:A是營養(yǎng)物質(zhì)之一,米飯、饅頭中富含A,在酸性條件下水解的最終產(chǎn)物是B。C是白酒的主要成分,D的水溶液能使紫色石蕊試液變紅。

(4)C中官能團(tuán)的名稱為______;反應(yīng)③的反應(yīng)類型為______,反應(yīng)④的化學(xué)方程式為______

(5)反應(yīng)④中,D斷裂的化學(xué)鍵是_______ (填“C一H”、“O一H”或“C一O”)

(6)實(shí)驗(yàn)室由反應(yīng)④制備E的裝置如圖所示。燒瓶中依次加入C、濃硫酸、D和碎瓷片,錐形瓶中加入的是飽和碳酸鈉溶液,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后振蕩錐形瓶內(nèi)液體,看到有氣泡產(chǎn)生,產(chǎn)生氣泡的原因是__________(用離子方程式表示),將錐形瓶中的液體分離的方法是_______

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同步練習(xí)冊(cè)答案