【題目】甲醇(CH3OH)是重要的溶劑和替代燃料,工業(yè)常以CO和H2的混合氣體為原料一定條件下制備甲醇。

(1)甲醇與乙醇互為________;完全燃燒時(shí),甲醇與同物質(zhì)的量的汽油(設(shè)平均組成為C8H18)消耗O2量之比為________。

(2)工業(yè)上還可以通過下列途徑獲得H2,其中節(jié)能效果最好的是________。

A. 高溫分解水制取H2:2H2O2H2↑+ O2

B. 電解水制取H2:2H2O2H2↑+ O2

C. 甲烷與水反應(yīng)制取H2:CH4 + H2O3H2 + CO

D. 在光催化劑作用下,利用太陽(yáng)能分解水制取H2:2H2O 2H2↑+ O2

(3)在2L的密閉容器中充入1molCO和2molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),測(cè)得CO和CH3OH(g)濃度變化如下圖所示。

① 從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=______mol·L-1·min—1。反應(yīng)前后容器的壓強(qiáng)比為________,平衡時(shí)氫氣的體積分?jǐn)?shù)為_________。

② 能夠判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的是_______(填選項(xiàng))。

A.CO、H2和CH3OH三種物質(zhì)的濃度相等

B.密閉容器中混合氣體的密度不再改變

C.CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等

D.相同時(shí)間內(nèi)消耗1 mol CO,同時(shí)消耗1 mol CH3OH

(4)為使合成甲醇原料的原子利用率達(dá)100%,實(shí)際生產(chǎn)中制備水煤氣時(shí)還使用CH4,則生產(chǎn)投料時(shí),n(C)∶n(H2O)∶n(CH4)=__________

(5)據(jù)報(bào)道,最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池,電量是現(xiàn)用鎳氫電池和鋰電池的10倍,可連續(xù)使用一個(gè)月才充電一次。假定放電過程中,甲醇完全氧化產(chǎn)生二氧化碳被充分吸收生成CO32-。寫出該電池負(fù)極電極反應(yīng)式__________________,正極電極反應(yīng)式________________________。

【答案】 同系物 3︰25 D 0.25 2:1 33.3% CD 1:2:1 CH3OH - 6e- + 8OH- =CO32-+6H2O O2+4 e-+ 2H2O=4OH-

【解析】(1)甲醇與乙醇結(jié)構(gòu)相似,為同系物,根據(jù)燃燒的通式(x+-)計(jì)算耗氧量;

(2)通過不同途徑獲得H2,如節(jié)約能源,可利用太陽(yáng)能;

(3)①根據(jù)v=計(jì)算v(CO),再根據(jù)速率之比等于系數(shù)之比計(jì)算v(H2);應(yīng)前后容器的壓強(qiáng)比等于反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之比;平衡時(shí)氫氣的體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),據(jù)此計(jì)算;②平衡標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同,各組分含量不變;

(4)為使合成甲醇原料的原子利用率達(dá)100%,即滿足n(C):n(H):n(O)=1:4:1,據(jù)此分析;

(5)甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型電池中甲醇被氧化為CO32-,因此電池負(fù)極上是甲醇被氧化的引發(fā),正極上是氧氣被還原的反應(yīng),據(jù)此解答。

(1)甲醇與乙醇結(jié)構(gòu)相似,二者分子式不同,互為同系物,甲醇(CH4O)與同物質(zhì)的量的汽油(設(shè)平均組成為C8H18)消耗O2量之比為(1+-):(8+)=3:25;故答案為:同系物;3:25;

(2)通過不同途徑獲得H2,如節(jié)約能源,可利用太陽(yáng)能,題中其它選項(xiàng)消耗熱能、電能,不符合要求,故答案為:D;

(3)①?gòu)姆磻?yīng)開始到平衡,n(CO)=1mol-0.25mol=0.75mol,則v(CO)==0.125mol/(L·min),由方程式的可知v(H2)=2v(CO)=2×0.125mol/(L·min)=0.25mol/(L·min),平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量為2mol-0.75mol×2=0.5mol,反應(yīng)前后容器的壓強(qiáng)比等于反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之比==,平衡時(shí)氫氣的體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=×100%=33.3%,故答案為:0.25;;33.3%;

A.CO、H2CH3OH三種物質(zhì)的濃度相等不一定達(dá)到平衡,故A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)前后質(zhì)量不變,體積也不變,則密閉容器中混合氣體的密度一直不變,所以不一定達(dá)到平衡,故B錯(cuò)誤;C.CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等,則正逆反應(yīng)速率相等,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故C正確;D.相同時(shí)間內(nèi)消耗lmolCO,同時(shí)消耗1molCH3OH,則正逆反應(yīng)速率相等,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故D正確;故答案為:CD;

(4)為使合成甲醇原料的原子利用率達(dá)100%,即滿足n(C):n(H):n(O)=1:4:1,所以n(C):n(H2O):n(CH4)=1:2:1,故答案為:1:2:1;

(5)甲醇在負(fù)極完全氧化生成CO32-負(fù)極電極反應(yīng)式為CH3OH - 6e- + 8OH- =CO32-+6H2O,正極上氧氣被還原,電極反應(yīng)式為O2+4 e-+ 2H2O=4OH-,故答案為:CH3OH - 6e- + 8OH- =CO32-+6H2O;O2+4 e-+ 2H2O=4OH-。

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】向某體積固定的密閉容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量(未知)B三種氣體,一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖所示。已知在反應(yīng)過程中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量沒有變化。

請(qǐng)回答:

(1)密閉容器的體積是____________L;

(2)若t1=15,則0-t1s內(nèi)C物質(zhì)的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(C)=________________

(3)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________________________;

(4)t1時(shí),A的轉(zhuǎn)化率為_________,第7s時(shí)v(A)_____v(B)(填“<”、“>”或“=”);

(5)B的起始物質(zhì)的量是_______________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在人體內(nèi)發(fā)生的變化及其對(duì)人的生命活動(dòng)所起的作用敘述中,不正確的是

A. 蛋白質(zhì)氨基酸人體所需的蛋白質(zhì)(人體生長(zhǎng)發(fā)育)

B. 油脂甘油和高級(jí)脂肪酸CO2和H2O(釋放能量維持生命活動(dòng))

C. 纖維素葡萄糖 CO2和H2O(釋放能量維持生命活動(dòng))

D. 淀粉葡萄糖 CO2和H2O(釋放能量維持生命活動(dòng))

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的4種短周期主族元素,X、W均為所在周期數(shù)和族序數(shù)相等的元素,Y、Z易形成元素質(zhì)量比為7:8和7:16的兩種常見化合物。下列說法正確的是

A. 原子半徑:Y<Z<W

B. 原子最外層電子數(shù):W>Z>Y

C. X、Y可以形成具有極性鍵也有非極性鍵的化合物

D. 由X、Y、Z三種元素形成的化合物的水溶液一定顯酸性

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是

A. 圖1表示常溫下,將SO2氣體通入溴水中,所得溶液pH的變化

B. 圖2表示向NH4A1(SO4)2溶液中逐滴滴入NaOH溶液,沉淀總物質(zhì)的量(n)隨NaOH溶液體積(V)的變化

C. 圖3表示T °C時(shí),對(duì)于可逆反應(yīng):A(g)+B(g)2C(g) +D(g)ΔH>0,正、逆反應(yīng)速率與壓強(qiáng)的關(guān)系

D. 圖4表示常溫下,幾種難溶氫氧化物的飽和溶液中金屬離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)與溶液PH的關(guān)系,則在pH = 7的溶液中,F(xiàn)e3+、A13+、Fe2+能大量共存

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】C、NSi能形成多種高硬度材料,如Si3N4,C3N4、SiC。

(1) Si3N4C3N4中硬度較高的是_________,理由是____________________

(2)CN能合成三聚氰胺(如圖所示),其中N原子的雜化方式為________________。

(3)CN還能形成一種五元環(huán)狀有機(jī)物咪唑(im),其結(jié)構(gòu)為化合物[Co(im)6]SiF6的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示:

①基態(tài)Co原子的次外層電子排布式為___________。NCo2+之間的化學(xué)鍵類型是_________________判斷的理由是__________________。

②陰離子[SiF6]2-中心原子Si的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為___________________。陽(yáng)離子[Co(im)6]2+[SiF6]2-之間除了陰陽(yáng)離子間的靜電作用力,還存在氫鍵作用,畫出該氫鍵的表示式_______。(例如,水中氫鍵的表示式為:)。

(4)β-SiC為立方晶系晶體,晶胞參數(shù)為a,已知Si原子半徑為rSi,C原子半徑為rC,該晶胞中原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為:

C:(0,0,0);(1/21/2,0);(1/2,0,1/2);(0,1/21/2);……

Si:(1/4,1/4,1/4);(1/4,3/43/4);(3/4,1/4,3/4);(3/43/4,1/4)。

β-SiC立方晶胞中含有____個(gè)Si原子、___個(gè)C原子;該晶跑中原子的體積占晶胞體積的百分率為______________(列出計(jì)算式即可)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】按照氟、氯、溴、碘的順序,下列遞變規(guī)律中正確的是(
A.單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)逐漸降低
B.與H2反應(yīng)越來越容易
C.F、Cl、Br、I的還原性逐漸增強(qiáng)
D.單質(zhì)的氧化性逐漸增強(qiáng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】A、B、C、D、E、F、G均為常見短周期元素,原子序數(shù)依次遞增。已知A、B、C能分別與D 組成二元化合物K、L、M,甲、乙分別是B、D的單質(zhì),常溫下分別是常見的固體和氣體,化合物M是產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的主要?dú)怏w之一,丙是C的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物,它們之間有如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系。E是短周期中金屬性最強(qiáng)的元素,FG位置相鄰,G是同周期元素中原子半徑最小的主族元素。請(qǐng)回答下列問題:

(1)C在元素周期表中的位置為_________

(2)甲與丙的濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________。

(3)DE按原子個(gè)數(shù)比1:1形成化合物的電子式為________,其與水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________

(4)E、F、G形成的簡(jiǎn)單離子,半徑由大到小順序是________(用離子符號(hào)表示)。B、F、G元素的非金屬性由強(qiáng)到弱的順序__________(用元素符號(hào)表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】同溫同壓下,2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H1;2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H2 , 則△H1和△H2的關(guān)系是(
A.△H1<△H2
B.△H1>△H2
C.△H1=△H2
D.無法判斷

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