分析 (1)CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g)△H═+247.3kJ/mol ①
CH4(g)═C(s)+2H2 (g)△H═+75kJ/mol②
將方程式②-①得2CO(g)?C(s)+CO2(g)△H═(+75kJ/mol)-(+247.3kJ/mol )=-172.3kJ/mol,
該反應(yīng)的△H<0、△S<0,如果△H-T△S<0就能自發(fā)進(jìn)行;
(2)①相同壓強(qiáng)下,升高溫度CO轉(zhuǎn)化率降低,平衡逆向移動(dòng);
該反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和減小,增大壓強(qiáng)CO轉(zhuǎn)化率增大;
200℃時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為0.5,所以平衡時(shí)CO、H2、CH3OH的濃度分別為0.25bmol/L、0.5bmol/L、0.25bmol/L,根據(jù)平衡常數(shù)的定義計(jì)算平衡常數(shù);
②若200℃時(shí),上述反應(yīng)經(jīng)過tmin達(dá)到平衡,氫氣轉(zhuǎn)化的溶液為6mol/L,根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算;
(3)甲烷和空氣為原料,構(gòu)成堿性燃料電池,負(fù)極上甲烷失電子生成碳酸根離子,據(jù)此書寫電極反應(yīng)式;
(4)根據(jù)裝置圖,陽極上鋁失電子生成鋁離子,鋁離子和碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應(yīng);
(5)根據(jù)Ksp[Al( OH)3]=c(Al3+)•c3(OH-)可計(jì)算出氫氧根離子的濃度,進(jìn)而確定溶液的pH值.
解答 解:(1)已知:①CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g)△H=+247.3kJ•mol-1
②CH4(g)?C(s)+2H2(g)△H=+75kJ•mol-1,根據(jù)蓋斯定很,將②-①得反應(yīng)2CO(g)?C(s)+CO2(g)△H=-172.3kJ•mol-1,△H<0,而該反應(yīng)△S<0,所以該反應(yīng)在溫度較低的條件下可以自發(fā)進(jìn)行,
故答案為:該反應(yīng)中△H<0,△S<0,在溫度較低的條件下可以自發(fā)進(jìn)行;
(2)①根據(jù)圖可知,溫度越高,CO的轉(zhuǎn)化率越小,所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),根據(jù)圖相同溫度時(shí)P2的CO的轉(zhuǎn)化率大于P1,而該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),壓強(qiáng)越大,CO的轉(zhuǎn)化率越高,所以P1<P2,200℃時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為0.5,所以平衡時(shí)CO、H2、CH3OH的濃度分別為0.25bmol/L、0.5bmol/L、0.25bmol/L,所以平衡常數(shù)K=$\frac{0.25b}{0.25b×(0.5b)^{2}}$=$\frac{4}{^{2}}$,
故答案為:放;<;$\frac{4}{^{2}}$;
②若200℃時(shí),上述反應(yīng)經(jīng)過tmin達(dá)到平衡,氫氣轉(zhuǎn)化的濃度為0.5bmol/L,所以該時(shí)間段內(nèi)氫氣的平均反應(yīng)速率為$\frac{0.5b}{t}$ mol/(L•min)=$\frac{2t}$mol/(L•min),
故答案為:$\frac{2t}$mol/(L•min);
(3)甲烷和空氣為原料,構(gòu)成堿性燃料電池,負(fù)極上甲烷失電子生成碳酸根離子,負(fù)極的電極反應(yīng)式為:CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O,
故答案為:CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O;
(4)鋁作陽極,陽極上電極反應(yīng)式為Al=Al3++3e-;陽極上生成的鋁離子和碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳?xì)怏w,所以溶液變渾濁Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,
故答案為:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑;
(5)根據(jù)Ksp[Al( OH)3]=c(Al3+)•c3(OH-)可知,c(OH-)=$\root{3}{\frac{8.0×1{0}^{-33}}{1.0×1{0}^{-6}}}$=2×10-9,所以c(H+)=5×10-6,pH值為6-lg5=5.3,
故答案為:5.3.
點(diǎn)評 本題考查了反應(yīng)進(jìn)行的方向、影響平衡移動(dòng)的因素、反應(yīng)速率的計(jì)算、原電池和電解池原理、溶液的pH值的計(jì)算等,為高頻考點(diǎn),明確化學(xué)平衡移動(dòng)原理及各個(gè)電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是解本題關(guān)鍵,難點(diǎn)是鋁離子和碳酸氫根離子發(fā)生雙水解的反應(yīng),題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | NH4Cl、(NH4)2SO4、CH3COONa | B. | (NH4)2SO4、NH4Cl、CH3COONa | ||
C. | (NH4)2SO4、NH4Cl、NaOH | D. | CH3COONa、NH4Cl、(NH4)2SO4 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
溫度(℃) | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
石膏 | 0.32 | 0.26 | 0.15 | 0.11 | 0.07 |
膽礬 | 32 | 44.6 | 61.8 | 83.8 | 114 |
編號 | 實(shí)驗(yàn)操作 | 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 |
① | 在試管中加入少量FeCl3溶液和過量 (填少量、過量)的KI溶液. | 深紅色如期出現(xiàn) |
② | 將試管中的混合溶液轉(zhuǎn)移至分液漏斗 (填儀器)中,倒入一定量的CCl4, 塞住活塞,充分振蕩(萃。,靜置. | 液體分層,上層接近無色,下層紫紅色 |
③ | 打開活塞,先放出下層液體,再從分液漏斗的上口中倒出水層于試管中,加入KSCN溶液 | 出現(xiàn)血紅色,則反應(yīng)后的混合物中含F(xiàn)e3+,進(jìn)而證明這的確是一個(gè)可逆反應(yīng);反之則不含F(xiàn)e3+,進(jìn)而證明不是一個(gè)可逆反應(yīng) |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
SO2Cl2 | Cl2 | SO2 | |
熔點(diǎn)/℃ | -54.1 | -101 | -72.4 |
沸點(diǎn)/℃ | 69.1 | -34.6 | -10 |
性質(zhì) | 遇水發(fā)生劇烈水解 | / | / |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 向海水中加入明礬可以使海水淡化,用于解決淡水供應(yīng)危機(jī) | |
B. | 大力推廣農(nóng)作物的生物防治技術(shù),以減少農(nóng)藥的使用 | |
C. | 將地溝油回收再加工為食用油,以減緩水體富營養(yǎng)化 | |
D. | 用聚氯乙烯代替木材,生產(chǎn)包裝盒、快餐盒等,以減少木材的使用 |
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