容器 | 反應物投入的量 | 反應物的轉化率 | CH3OH的濃度 | 能量變化 (Q1、Q2、Q3均大于0) |
甲 | 1mol CO和2mol H2 | α1 | c1 | 放出Q1kJ熱量 |
乙 | 1mol CH3OH | α2 | c2 | 吸收Q2kJ熱量 |
丙 | 2mol CO和4mol H2 | α3 | c3 | 放出Q3kJ熱量 |
分析 I.a(chǎn).該反應正反應是放熱反應,提高反應溫度,平衡向逆反應移動;
b.反應前后氣體的物質的量不變,增大壓強平衡不移動;
c.加入合適的催化劑,平衡不移動;
d.移出部分CO2,平衡向正反應移動;
e.粉碎礦石,使其與平衡混合氣體充分接觸,平衡不移動;
Ⅱ(1)根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v(CH3OH),再利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v(H2);
(2)A.甲、乙是完全等效平衡,平衡時各組分的濃度相等;
B.丙與甲相比,等效為在甲平衡的基礎上再加入1mol CO和2mol H2,壓強增大,平衡向正反應方向移動,丙中反應物的轉化率大于甲;
C.丙與甲相比,等效為在甲平衡的基礎上再加入1mol CO和2mol H2,壓強增大,平衡向正反應方向移動,轉化率增大,但2α1不一定等于α3 ;
D.CO的轉化率為α1,則平衡時CO的物質的量為(1-α1)mol,乙中平衡時甲醇的轉化率為α2,乙中平衡時CO的物質的量為α2mol,甲與乙是完全等效平衡,平衡時對應各組分的含量完全相同;
Ⅲ(1)B為負極,總反應式為CH4+2O2+=CO2+2H2O,正極反應式為:2O2+8e-=4O2-,兩式相減可得負極電極反應式;
(2)開始階段發(fā)生反應:2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+,銅離子完全放電后,發(fā)生反應2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑,當兩極收集到的氣體體積相等時,即氫氣與氧氣的體積相等,令是氫氣為xmol,根據(jù)電子轉移守恒列方程計算,再根據(jù)電子轉移守恒計算消耗的甲烷.
解答 解:Ia.該反應正反應是放熱反應,提高反應溫度,平衡向逆反應移動,CO的平衡轉化率降低,故a錯誤;
b.反應前后氣體的物質的量不變,增大壓強平衡不移動,CO的平衡轉化率不變,故b錯誤;
c.加入合適的催化劑,平衡不移動,故c錯誤;
d.移出部分CO2,平衡向正反應移動,CO的平衡轉化率增大,故d正確;
e.粉碎礦石,使其與平衡混合氣體充分接觸,可以加快反應速率,但平衡不移動,故e錯誤;
故答案為:d;
Ⅱ(1)由圖可知,達到平衡時甲醇的濃度變化為0.75mol/L,則v(CH3OH)=$\frac{0.75mol/L}{10min}$=0.075mol/(L.min),速率之比等于化學計量數(shù)之比,v(H2)=2v(CH3OH)=0.15mol/(L•min),
故答案為:0.15mol/(L•min);
(2)A.甲、乙是完全等效平衡,平衡時各組分的濃度相等,所以平衡時甲醇的濃度c1=c2,故A正確;
B.丙與甲相比,等效為在甲平衡的基礎上再加入1mol CO和2mol H2,壓強增大,平衡向正反應方向移動,丙中反應物的轉化率大于甲,丙中參加反應的CO大于甲中的2倍,故2Q1<Q3,故B錯誤;
C.丙與甲相比,等效為在甲平衡的基礎上再加入1mol CO和2mol H2,壓強增大,平衡向正反應方向移動,丙中反應物的轉化率大于甲,但2α1不一定等于α3 ,故C錯誤;
D.甲與乙是完全等效平衡,平衡時對應各組分的含量完全相同,CO的轉化率為α1,則平衡時CO的物質的量為(1-α1)mol,乙中平衡時甲醇的轉化率為α2,乙中平衡時CO的物質的量為α2mol,故(1-α1)=α2,整理得α1+α2=1,故D正確;
故選AD;
Ⅲ(1)總反應式為CH4+2O2+=CO2+2H2O,正極反應式為:2O2+8e-=4O2-,兩式相減,負極反應為:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,
故答案為:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O;
(2)硫酸銅的物質的量=0.1L×1mol/L=0.1mol,開始階段發(fā)生反應:2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+,銅離子完全放電后,發(fā)生反應2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑,當兩極收集到的氣體體積相等時,即氫氣與氧氣的體積相等,令是氫氣為xmol,根據(jù)電子轉移守恒,則:0.1mol×2+2x=4x,解得x=0.1,
根據(jù)電子轉移守恒,可知消耗的甲烷物質的量=$\frac{0.1mol×4}{8}$=0.05mol,故消耗甲烷的體積=0.05mol×22.4L/mol=1.12L,
故答案為:1.12L.
點評 本題綜合考查了化學平衡計算、等效平衡等,Ⅱ中等效平衡的計算,為該題的難點,也是易錯點,注意理解等效平衡問題,思維量大,難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | △H1<0 | B. | △H2>0 | C. | △H2=△H3-△H1 | D. | 2△H4<△H5 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 因乙烯和苯分子中都含有碳碳雙鍵,故而它們都能使溴水褪色 | |
B. | 鑒別己烯和甲苯,可以通過分別向它們中滴入酸性KMnO4溶液 | |
C. | 高分子材料、鹽酸、水煤氣、沼氣、石油等是混合物,而C3H8一定是純凈物 | |
D. | 將乙烯通入溴水中,溴水褪色,是因為發(fā)生了取代反應 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 淀粉和纖維素在一定條件下均能水解 | |
B. | 聚乙炔用I2或Na等做摻雜處理后可形成一種導電塑料,該導電塑料是一種純凈物,有固定的熔點、沸點 | |
C. | 霧霾是一種分散系,分散劑是空氣,帶活性炭口罩防霧霾的原理是吸附原理 | |
D. | “地溝油”經(jīng)過加工處理后,可以用來制肥皂和生物柴油,可以實現(xiàn)廚余廢物合理利用 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 1 mol | B. | 2 mol | C. | 7 mol | D. | 8 mol |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | a為正極,b為負極 | |
B. | 負極反應式為2H2O+SO2-2e-=SO42-+4H+ | |
C. | 電子從b極向a極移動 | |
D. | 生產(chǎn)過程中H+由b電極區(qū)通過質子膜向a電極區(qū)運動 |
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科目:高中化學 來源: 題型:多選題
A. | 分子組成滿足CnH2n-6的化合物一定屬于芳香烴 | |
B. | 甲苯與混酸作用一次可向苯環(huán)中引入三個-NO2,而苯只能引入一個-NO2,說明甲苯的化學活潑性比苯強 | |
C. | 二甲苯有四種同分異構體,它們被高錳酸鉀酸性溶液氧化后都能生成二元芳香酸 | |
D. | 2,4,6三硝基甲苯,俗稱TNT,是一種黃色烈性炸藥. |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 負極反應為:O2+2H2O+4e-═4OH- | |
B. | 負極反應為:2H2+4OH--4e-═4H2O | |
C. | 電池工作時溶液中的陰離子移向正極 | |
D. | 電池工作時負極區(qū)pH升高,正極區(qū)pH下降 |
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