【題目】甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景。工業(yè)上一般采用下列反應(yīng)合成甲醇:CO2(g)+3H(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在體積為2L的密閉容器中,充入2molCO29molH2,測(cè)得CO2(g)CH3OH(g)濃度隨時(shí)間變化如圖所示:

(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K表達(dá)式為___________。

(2)0~10min時(shí)間內(nèi),該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(H2O)=_______________,H2的轉(zhuǎn)化率為_____________。

(3)下列敘述中,能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是______(填字母)。

A.容器內(nèi)CO2、H2、CH3OH、H2O(g)的濃度之比為1:3:1:1

B.v(CO2):v(H2)=1:3

C.平衡常數(shù)K保持不變

D.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變

(4)已知在常溫常壓下:

2CH3OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+4H2O(l) H1 =-1452.8kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H2 =-566.0kJ·mol-1

寫(xiě)出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:____________________________。

(5)中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆。甲醇燃料電池的工作原理如下圖所示:

①該電池工作時(shí),c口通人的物質(zhì)為_____________。

②該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為______________________________。

【答案】 0.075 mol/(L·min) 50% BD CH3OH(l)O2(g)2H2O(l)CO(g) ΔH=-443.4 kJ/mol O2(或空氣) CH3OHH2O6eCO26H

【解析】1)本題考查平衡常數(shù)的表達(dá)式,根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義,K;(2)本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算以及化學(xué)平衡的計(jì)算,根據(jù)圖像以及化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式,v(CO2)=(1.000.25)/10mol/(L·min)=0.075 mol/(L·min),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,因此有v(CO2)=v(H2O)=0.075mol/(L·min),消耗CO2的物質(zhì)的量為(10.25)×2mol=1.5mol,則 消耗氫氣的物質(zhì)的量為1.5×3mol=4.5mol,即氫氣的轉(zhuǎn)化率為4.5/9×100%=50%;(3)本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,A、根據(jù)圖像,達(dá)到平衡時(shí),四種物質(zhì)的濃度不等于1311,故A錯(cuò)誤;B、v(CO2)正,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,v(H2)逆,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,且兩者反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,v(CO2):v(H2)=1:3,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故B正確;C、化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響,溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,因此化學(xué)平衡常數(shù)不變,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故C錯(cuò)誤;D、根據(jù)M=m/n,組分都是氣體,則氣體質(zhì)量不變,反應(yīng)先后氣體系數(shù)之和不相等,則當(dāng)n不變時(shí),即M不變時(shí),說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故D正確;(4本題考查熱化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算,根據(jù)蓋斯定律,因此有()/2得出CH3OH(l)O2(g)2H2O(l)CO(g) ΔH=-443.4 kJ/mol;(5)本題考查燃料電池以及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),①根據(jù)H移動(dòng)的方向,H從負(fù)極移向正極,通燃料的一極為負(fù)極,通氧氣的一極為正極,即c口通入的是O2或空氣;②環(huán)境是酸性,因此負(fù)極反應(yīng)式為CH3OHH2O6e=CO26H。

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】氮氧化合物是目前造成大氣污染的主要?dú)怏w,而汽車尾氣中就含有NO 等多種污染氣體。汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)所致。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題:

(1) 已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H1=+67.8 kJ/mol

2NO2(g)O2(g)+2NO(g) △H2=+116.2 kJ/mol

則N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=_________kJ/mol;汽車啟動(dòng)后,氣缸溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)NO 的排放量越大,分析其原因?yàn)?/span>_____________

(2) 若反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)是在恒容條件下進(jìn)行,下列能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________

a.2υ(N2)= υ(NO) b.混合氣體密度不變

c.生成1molO2的同時(shí)生成2molNO d.混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

(3) 汽車尾氣凈化反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H= -746.5 kJ/mol,若將0.20molNO和0.10molCO充入一個(gè)容積恒定為1L 的密閉容器中,在不同條件下,反應(yīng)過(guò)程中部分物質(zhì)的濃度變化狀況如圖所示:

①該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的條件為_____ (填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”);

②在6~9 min 內(nèi),以CO 表示的平均反應(yīng)速率 υ(CO)=________mol·L-l·min-1

③第12min時(shí)改變的反應(yīng)條件為_________ (填“升高溫度”或“降低溫度”);

④反應(yīng)在第24min時(shí)的平衡常數(shù)K=____________(只列出計(jì)算式,無(wú)需計(jì)算結(jié)果),若保持溫度不變,再向容器中充入CO、N2 各0.060mol,平衡將_________移動(dòng)(填“正向”、“逆向”或“不”)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列有關(guān)硅及其化合物的敘述中,錯(cuò)誤的是

A.單質(zhì)硅是良好的半導(dǎo)體材料

B.硅和碳是都是第ⅣA族的元素

C.二氧化硅用來(lái)制造通訊材料(光導(dǎo)纖維)

D.二氧化硅溶于水生成硅酸,它是揮發(fā)性酸

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】綠水青山就是金山銀山,我國(guó)科研人員在探究如何降低大氣中氮氧化物與碳氧化物的含量方面做出了巨大貢獻(xiàn),并取得了顯著的成績(jī)。

(1)下列關(guān)于氮氧化物與碳氧化物的說(shuō)法中正確的是_____(填字母)。

A.CO2、NO2均屬于酸性氧化物

B.NO、CO均不能用排空氣法收集

C.除去NO中混有的NO2的方法是將混合氣體通入足量氫氧化鈉溶液中

D.除去CO中混有的CO2的方法是將混合氣體通入足量氫氧化鈉溶液中

(2)已知:N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH1=+180.5kJ/mol;

CO(g)C(s)+1/2O2(g)ΔH2=+110.5kJ/mol;

C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH3=-393.5kJ/mol。

則反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=__________

(3)反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)可用于凈化汽車尾氣,已知570K時(shí)該反應(yīng)的反應(yīng)速率極慢,平衡常數(shù)極大。由此可知,提高尾氣凈化效率的最佳途徑是_________;若要凈化汽車尾氣的同時(shí)提高該反應(yīng)的反應(yīng)速率和NO的轉(zhuǎn)化率,且只改變一個(gè)反應(yīng)條件,則應(yīng)采取的措施是_________。

(4)某科研小組根據(jù)反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)來(lái)探究起始反應(yīng)物的碳氨比[n(CO)/n(NO)]對(duì)污染物去除率的影響。T℃時(shí),向體積為1L的恒容密閉容器中充入總物質(zhì)的量為4mol的NO和CO混合氣體,并加入一定量的固體催化劑進(jìn)行反應(yīng),實(shí)驗(yàn)測(cè)得平衡體系中氣體組分的轉(zhuǎn)化率和氯氣的體積分?jǐn)?shù)的變化如圖所示.

①根據(jù)圖像推測(cè)曲線轉(zhuǎn)化率1表示的是______ (填“CO”或“NO”)。

②A點(diǎn)時(shí),n(CO)/n(NO)=_________,此時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K= __________(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)數(shù)值與單位)。

(5)煤炭在O2/CO2的氣氛中燃燒會(huì)產(chǎn)生CO,有人提出,可以設(shè)計(jì)反應(yīng)2CO(g)=2C(s)+O2(g)來(lái)消除CO的污染。該提議_______(填“可行”或“不可行”), 理由是_______。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】工業(yè)制硫酸的關(guān)鍵步驟之一為SO2的接觸氧化:2SO2g+O2g2SO3g;H=-196.6kJ/mol

現(xiàn)在一容積為2 L的密閉容器中充入2 mol SO2、1 molO2,加入固體催化劑,保持溫度在450使之發(fā)生反應(yīng),5 min時(shí)達(dá)到平衡,測(cè)得平衡時(shí)體系的壓強(qiáng)減小了30%。下列說(shuō)法正確的是

ASO2的轉(zhuǎn)化率為30

B.反應(yīng)共放出了196.6 kJ的熱量

C.用SO2表示的5 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.36 mol·L—1min—1

D.相同條件下,起始時(shí)若加入2 molSO3,達(dá)到的平衡狀態(tài)完全相同

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知草酸晶體(H2C2O4·XH2O)可溶于水,并可與酸性高錳酸鉀溶液完全反應(yīng):2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,F(xiàn)用氧化還原滴定法測(cè)定草酸晶體的結(jié)晶水分子數(shù)X,步驟如下:

①用分析天平稱取草酸晶體1.260g,將其配制成100.00mL待測(cè)草酸溶液

②用移液管移取25.00mL待測(cè)草酸溶液于錐形瓶中,并加入適量硫酸酸化

③用濃度為0.1000mol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,三次結(jié)果如下:

第一次滴定

第二次滴定

第三次滴定

待測(cè)溶液體積(mL)

25.00

25.00

25.00

標(biāo)準(zhǔn)溶液體積(mL)

9.99

10.01

10.00

已知H2C2O4的相對(duì)分子質(zhì)量為90,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)滴定時(shí),KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)該裝在________(填酸式或堿式)滴定管中。

(2)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,不需要的儀器或用品是______(填序號(hào))。

100mL容量瓶②燒杯③滴定管夾④漏斗⑤玻璃棒⑥托盤(pán)天平

(3)到達(dá)滴定終點(diǎn)的標(biāo)志是____________________________________________。

(4)根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算X=________________。

(5)誤差分析(填偏高、偏低或無(wú)影響):

①若滴定開(kāi)始時(shí)仰視滴定管刻度,滴定結(jié)束時(shí)俯視滴定管刻度,則X________

②若KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度偏低,則X_________;

③若錐形瓶洗凈后瓶?jī)?nèi)還殘留有少量蒸餾水,則X____________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下圖為元素在生物體內(nèi)的含量分布情況,下列表述不正確的是( )

A. Ⅰ在非生物界中都能找到,體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性

B. Ⅲ含量雖少,卻是生物體正常生命活動(dòng)不可缺少的

C. Ⅱ和Ⅲ為生物體的必需元素,一旦缺乏就可能會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的病癥

D. P、S、K、Ca、Zn屬于大量元素

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】將等物質(zhì)的量濃度的CuSO4NaCl等體積混合后,用石墨電極進(jìn)行電解,電解過(guò)程中,溶液pH隨時(shí)間t變化的曲線如圖,則下列說(shuō)法正確的是( )

A. 陽(yáng)極產(chǎn)物一定是Cl2,陰極產(chǎn)物一定是Cu

B. 整個(gè)過(guò)程中陽(yáng)極先產(chǎn)生Cl2,后產(chǎn)生O2

C. BC段表示在陰極上是H+放電產(chǎn)生了H2

D. CD段表示陽(yáng)極上OH-放電破壞了水的電離平衡,產(chǎn)生了H+

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】請(qǐng)推測(cè),人體口腔上皮細(xì)胞中含量最多的四種元素是

A. C、O、Ca、K B. C、H、O、N

C. O、C、N、P D. C、H、O、P

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