【題目】工業(yè)上有一種用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g); ΔH=-49.0kJ/mol。某溫度下,將6molCO28molH2充入2L的密閉容器中,測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖實(shí)線所示(實(shí)線)。圖中數(shù)據(jù)a(1,6)表示:在1min時(shí)H2的物質(zhì)的量是6mol。

(1)第一分鐘內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率是________列式并計(jì)算該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K=______

(2)下列時(shí)間段平均反應(yīng)速率最大的是_______

A.0-1min B.1-3min C.3-8min D.8-11min

(3)僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示。曲線I對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是__________,曲線Ⅱ?qū)?yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變的是_____________。

(4)若在d點(diǎn)時(shí)向體系內(nèi)充入2molCO22molH2O,此時(shí)V_____V(大于,小于,等于)

(5)已知:

CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g); ΔH1=-283.0kJ/mol

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g); ΔH2=-241.8kJ/mol

CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g); ΔH3=-192.2kJ/mol

在工業(yè)上常用COH2合成甲醇,該反應(yīng)的熱方程式為_____________

(6)如圖是甲醇燃料電池原理示意圖,回答下列問(wèn)題:電池負(fù)極的電極反應(yīng)是:__________。

【答案】 1mol/(L·min) K=(1×1)/(2×1)=0.5 A 升溫 增大壓強(qiáng)或增大CO2濃度 小于 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-574.4kJ/mol CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O

【解析】(1)第一分鐘內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率是=1mol/(L·min) ; CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始物質(zhì)的量/mol6 8 00物質(zhì)的量變化/mol262 2平衡物質(zhì)的量/mol 4 2 22

K==0.5L2mol-2;(2)分別計(jì)算不同時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率:01min內(nèi),v(H2)=1mol/(L·min) ;13min內(nèi),v(H2)= =0.75mol/(Lmin)38min內(nèi),v(H2)= =0.1mol/(Lmin);8min后達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),正逆反應(yīng)速率相等,綜合速率為零;所以01min內(nèi)反應(yīng)速率最大,811min反應(yīng)速率最小,故答案為A;(3)曲線I反應(yīng)速率增大,但轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量少,應(yīng)是升高溫度,因該反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動(dòng),不利于氫氣的轉(zhuǎn)化,故曲線I是升高溫度;曲線反應(yīng)速率增大,轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量多,因增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),故應(yīng)是增大壓強(qiáng),增大二氧化碳濃度也會(huì)使平衡正向進(jìn)行;

(4) 若在d點(diǎn)時(shí)向體系內(nèi)充入2molCO22molH2O,此時(shí)Qc===L2mol-2K,此時(shí)平衡逆向移動(dòng),即V小于V

(5)已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g); ΔH1=-283.0kJ/mol,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g); ΔH2=-241.8kJ/molCH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g); ΔH3=-192.2kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律可知+×2-可得 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),則 ΔH=(-283.0kJ/mol)+(-241.8kJ/mol)×2-(-192.2kJ/mol)=-574.4kJ/mol,COH2合成甲醇的熱方程式為 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-574.4kJ/mol ;

(6)甲醇燃料電池中,通入氧氣的b極為原電池的正極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),在堿性環(huán)境下,電極反應(yīng)式為:2H2O+4e-+O2═4OH-,通入甲醇的a極為原電池的負(fù)極,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】甲烷作為一種新能源在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)高爐冶鐵過(guò)程中,甲烷在催化反應(yīng)室中產(chǎn)生水煤氣(CO和H2)還原氧化鐵,有關(guān)反應(yīng)為:

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H=260kJmol﹣1

已知:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) H=﹣566kJmol﹣1

則CH4與O2反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式為 。

(2)如圖所示,裝置為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液),通過(guò)裝置實(shí)現(xiàn)鐵棒上鍍銅。

b處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式: ;

電鍍結(jié)束后,裝置中KOH溶液的濃度 (填寫(xiě)“變大”、“變小”或“不變”),裝置中Cu電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式:

在此過(guò)程中若完全反應(yīng),裝置中陰極質(zhì)量變化12.8g,則裝置中理論上消耗甲烷 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72﹣和CrO42﹣,它們會(huì)對(duì)人類(lèi)及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的傷害,必須進(jìn)行處理。該法的工藝流程為CrO42Cr2O72﹣Cr3+Cr(OH)3 其中第步存在平衡:2CrO42﹣(黃色)+2H+Cr2O72﹣(橙色)+H2O

(1)若平衡體系的pH=2,則溶液顯 色。

(2)能說(shuō)明第步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是 。(選填編號(hào))

a.Cr2O72﹣和CrO42﹣的濃度相同 b.v(Cr2O72﹣)=2v(CrO42﹣)

c.溶液的顏色不變 d.溶液的pH值不變

(3)寫(xiě)出第步中Cr2O72﹣轉(zhuǎn)變?yōu)镃r3+的離子方程式:

(4)向Cr2(SO4)3溶液中,滴加NaOH,當(dāng)pH=4.6時(shí),開(kāi)始出現(xiàn)Cr(OH)3沉淀,隨著pH的升高,沉淀增多,但當(dāng)pH≥13時(shí),沉淀消失,出現(xiàn)亮綠色的[Cr(OH)4]離子.其平衡關(guān)系如下:H++[Cr(OH)4](亮綠色)Cr(OH)3(s,灰綠色)+H2O Cr3+(紫色)+H2O +3OH.現(xiàn)向0.05mol·L﹣1的Cr2(SO4)3溶液50mL中,加入等體積0.6mol·L﹣1的NaOH溶液,充分反應(yīng)后,溶液中可觀察到的現(xiàn)象為

(5)在Na[Cr(OH)4]和Na2Cr2O7混合后的溶液中加入H2SO4酸化,鉻元素以 形式存在(填寫(xiě)離子符號(hào))

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。四種元素形成的單質(zhì)依次為m、n、p、q、r,t、u是這些元素組成的二元化合物,其中u為形成酸雨的主要物質(zhì)之一;25℃時(shí),0.01mol·L-1v溶液中:cOH-/cH+)=1.0×1010。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A. 原子半徑的大。W>Z>Y>X

B. Z分別與Y、W組成的化合物中化學(xué)鍵類(lèi)型可能相同

C. v能抑制水的電離而u能促進(jìn)水的電離

D. 粘有q的試管可用酒精洗滌

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于沉淀溶解平衡和溶度積常數(shù),下列說(shuō)法不正確的是

A.將飽和Na2SO4溶液加入到飽和石灰水中,有白色沉淀產(chǎn)生,說(shuō)明Ksp[Ca(OH)2]大于Ksp(CaSO4)

B.Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān),而與溶液中的離子濃度無(wú)關(guān)

C.已知25時(shí),Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常數(shù)K=4.0×10-4

D.已知25時(shí),Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,在MgCl2溶液中加入氨水,測(cè)得混合液的pH=11,則溶液中的c(Mg2+)為1.8×10-5molL-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】辣椒含辣椒素,局部應(yīng)用可助減輕疼痛。辣椒素酯類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)可以表示為:(R烴基),其中一種辣椒素酯類(lèi)化合物J的合成路線如下:

已知:

①A、B和E為同系物,其中B的相對(duì)分子質(zhì)量為44,A和B核磁共振氫譜顯示都有兩組峰,峰面積比分別為9:1和3:1

②化合物J的分子式為C15H22O4;

回答下列問(wèn)題:

(1)G有的官能團(tuán) 。

2)由C生成D的反應(yīng)類(lèi)型為 ,D的化學(xué)名稱(chēng)為 。

3)①的化學(xué)方程式為 。

4)J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。

5)G的同分異構(gòu)體中,苯環(huán)上的一氯代物只有一種的共有 種(不含立體異構(gòu)),核磁共振氫譜顯示2組峰的是 (寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】XY、Z、MW為五種短周期元素,X、Y、Z是原子序數(shù)依次遞增的同周期元素,最外層電子數(shù)之和為15,XZ可形成XZ2分子;丫與M形成的氣態(tài)化合物在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.76g·L-1; W的質(zhì)子數(shù)是X、Y、ZM四種元素質(zhì)子數(shù)之和的下列說(shuō)法正確的是

A. 原子半徑:W>Z>Y>X>M

B. YZ2溶于水形成的溶液具有較強(qiáng)的氧化性

C. X、Y、Z、M四種元素形成的化合物一定既有離子鍵,又有共價(jià)鍵

D. 1 molWM溶于足量水中完全反應(yīng)共轉(zhuǎn)移2mol電子

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】(1) 把煤作為燃料可通過(guò)下列兩種途徑:

途徑I:直接燃燒C(s)+O2(g)═CO2(g)(放熱Q1kJ)

途徑II:先制成水煤氣:C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)(吸熱Q2kJ)

再燃燒水煤氣:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)

2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)(共放熱Q3kJ)

試回答下列問(wèn)題:

①判斷兩種途徑放出熱量大。和緩絀 ______(填“大于”、“等于”或“小于”)途徑II

②Q 1、Q 2 、Q 3 的數(shù)學(xué)關(guān)系式是________________________。

③已知1 g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出熱量143 kJ,18 g水蒸氣變成液態(tài)水放出44 kJ的熱量。

其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:則表中x的值為_____________

O===O

H—H

H—O(g)

1 mol化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量/kJ

496

436

x

④簡(jiǎn)述煤通過(guò)途徑Ⅱ作為燃料的意義:______________________________

(2)化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過(guò)程。如圖為白磷(P4)和P4O6分子的分子結(jié)構(gòu)示意圖,其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。則反應(yīng)P4 +3O2 = P4O6的熱量變化為:__________________

O===O

P—P

P—O

1 mol化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量/kJ

496

198

360

(3)下列變化中屬于放熱反應(yīng)的是______

A.Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)

B.鎂條與二氧化碳反應(yīng)

C.干冰升華為氣體

D.碳酸鈣高溫鍛燒

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】(平行班做)下表是有機(jī)物A、B的有關(guān)信息。

A

B

①能使溴的四氯化碳溶液退色

②比例模型為:

③能與水在一定條件下反應(yīng)生成醇

①由C、H兩種元素組成

②球棍模型為:

根據(jù)表中信息回答下列問(wèn)題:

(1)寫(xiě)出A的電子式_____________________。

(2)寫(xiě)出在一定條件下,A生成高分子化合物的化學(xué)反應(yīng)方程式________________________________

(3)A與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)后生成分子C,C在分子組成和結(jié)構(gòu)上相似的有機(jī)物有一大類(lèi)(俗稱(chēng)“同系物”),它們均符合通式CnH2n+2。當(dāng)n_____ 時(shí),這類(lèi)有機(jī)物開(kāi)始出現(xiàn)同分異構(gòu)體。

(4)B具有的性質(zhì)有_____________________(填序號(hào))。

①無(wú)色無(wú)味液體 ②有毒 ③不溶于水 ④密度比水大

⑤與酸性KMnO4溶液和溴水反應(yīng)使之退色 ⑥任何條件下不與氫氣反應(yīng)

(5)寫(xiě)出在濃硫酸作用下,B與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________________________。

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