【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CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H

(1)下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K).

溫度

250℃

300℃

350℃

K

3.041

1.000

0.120

由表中數(shù)據(jù)判斷△H 0(填“>”、“=”或“<”),化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K= ;

(2)300℃時(shí),在體積為2.0L的密閉容器中通入2mol CO和4mol H2,經(jīng)過(guò)20s 達(dá)到平衡狀態(tài),

①計(jì)算20s內(nèi)CO的反應(yīng)速率為 ,此時(shí)容器中甲醇的體積分?jǐn)?shù)為 ;

②若向上述平衡體系中同時(shí)加入1mol CO,2mol H2和1mol CH3OH氣體,平衡移動(dòng)情況是

(填“向右”、“向左”或“不移動(dòng)”),原因是

(3)已知在常溫常壓下:

①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1=﹣1277.0kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=﹣566.0kJ/mol

③H2O(g)=H2O(l)△H3=﹣44kJ/mol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: ;

(4)甲醇,氧氣可制作燃料電池,寫(xiě)出以氫氧化鉀為電解質(zhì)甲醇燃料電池負(fù)極反應(yīng)式 ;如圖,電解KI溶液制碘,在粗試管中加入飽和的KI溶液,然后再加入苯,插入一根石墨電極和一根鐵電極,使用該燃料電池做電源,鐵電極與 極(填正或負(fù))相連接,通電一段時(shí)間后,斷開(kāi)電源,振蕩試管,上層溶液為 色,當(dāng)有1.27g 碘單質(zhì)生成時(shí),需要 g CH3OH.

【答案】(1)<;;

(2)①0.025mol/(Ls);25%;②向右;若向上述平衡體系中同時(shí)加入1mol CO,2mol H2和1mol CH3OH氣體,此時(shí)濃度c(CO)=0.5mol/L+mol/L=1mol/L,n(H2)=2(1﹣0.5)mol/L+=2mol/L,c(CH3OH)=0.5mol/L+=1mol/L,計(jì)算此時(shí)濃度上海Qc==0.25<K=1,平衡向右移動(dòng);

(3)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=﹣443.5KJ/mol;

(4)CH3OH+8OH﹣6e=CO32﹣+6H2O;負(fù);紫紅;0.053g.

【解】(1)隨溫度升高平衡常數(shù)減小,升溫平衡逆向進(jìn)行,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),K=

(2)①300℃時(shí),在體積為2.0L的密閉容器中通入2mol CO和4mol H2,經(jīng)過(guò)20s 達(dá)到平衡狀態(tài),結(jié)合化學(xué)平衡三行計(jì)算列式計(jì)算,300℃時(shí)平衡常數(shù)=1,設(shè)CO消耗濃度x,

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始量(mol/L) 1 2 0

變化量(mol/L) x 2x x

平衡量(mol/L)1﹣x 2﹣2x x

=1

x=0.5mol/L,

20s內(nèi)CO的反應(yīng)速率==0.025mol/(Ls),

此時(shí)容器中甲醇的體積分?jǐn)?shù)=×100%=25%,

②若向上述平衡體系中同時(shí)加入1mol CO,2mol H2和1mol CH3OH氣體,此時(shí)濃度c(CO)=0.5mol/L+mol/L=1mol/L,n(H2)=2(1﹣0.5)mol/L+=2mol/L,c(CH3OH)=0.5mol/L+=1mol/L,

計(jì)算此時(shí)濃度上海Qc==0.25<K=1,反應(yīng)正向進(jìn)行,平衡移動(dòng)情況是向右,

(3)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1=﹣1277.0kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=﹣566.0kJ/mol

③H2O(g)=H2O(l)△H3=﹣44kJ/mol,

蓋斯定律計(jì)算得到:( )①﹣②+4×③)×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:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=﹣443.5KJ/mol,

(4)甲醇燃料堿性電池中,甲醇在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),甲醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水,電極反應(yīng)式為CH3OH+8OH﹣6e=CO32﹣+6H2O,電解KI溶液制碘,在粗試管中加入飽和的KI溶液,然后再加入苯,插入一根石墨電極和一根鐵電極,使用該燃料電池做電源,鐵電極與電源負(fù)極相連,通電一段時(shí)間后,斷開(kāi)電源,振蕩試管,碘單質(zhì)溶于苯,上層溶液為紫紅色,當(dāng)有1.27g 碘單質(zhì)生成時(shí),n(I2)==0.005mol,電子守恒:2I﹣2e=I2,CH3OH+8OH﹣6e=CO32﹣+6H2O,CH3OH~6e~3I2,

甲醇物質(zhì)的量=mol,質(zhì)量=mol×32g/mol=0.053g,

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】消除氮氧化物污染對(duì)優(yōu)化空氣質(zhì)境至關(guān)重要。

(1)用CH4催化還原氮氧化物消除氮氧化物的污染發(fā)生的反應(yīng)如下:

CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol

CH4(g)+4NO2(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol

若用0.2molCH4將NO2還原為N2,則整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為________kJ。(假設(shè)水全部以氣態(tài)形式存在)

(2)用活性炭可處理大氣污染物NO。在2L密閉容器中加入NO和活性炭(無(wú)雜質(zhì)),生成氣體E和F。當(dāng)沮度分別在T1和T2時(shí).測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量如下表;

①請(qǐng)結(jié)合上表數(shù)據(jù).寫(xiě)出NO與活性炭反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________。

②T1℃ 時(shí),上述反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為________。如果已知T2>T1,則該反應(yīng)正反應(yīng)的△H___(填“>”“<”或“=”)0

③ 在T1溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡后,下列措施不能增大NO轉(zhuǎn)化率的是_______

a.降低溫度 b.增大壓強(qiáng) c.增大c(NO) d.移去部分F

(3)汽車尾氣處理中的反應(yīng)有2NO+2CO2CO2+N2。某溫度時(shí),在1L密閉容器中充入0.1molCO和0.1mol NO,5s時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得NO的濃度為0.02mol/L,則反應(yīng)開(kāi)始至平衡時(shí),NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=________。若此溫度下,某時(shí)刻測(cè)得CO、NO、N2、CO2的濃度分別為0.01mol/L、amol/L、0.01mol/L、0.04mol/L,要使反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,a的取值范圍為_____________。

(4)某課題組利用下圖所示裝置,探究NO2和O2化合生成N2O5形成原電池的過(guò)程。物質(zhì)Y的名稱為_______,該電池的正極反應(yīng)式應(yīng)為___________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】人體內(nèi)最重要的供能物質(zhì)是

A葡萄糖 B纖維素 C油脂 D蛋白質(zhì)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列過(guò)程發(fā)生化學(xué)變化的是(
A.香水揮發(fā)
B.海水曬鹽
C.冷、濃硝酸使鐵片鈍化
D.干冰升華

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】I.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) △H=-49.0kJ·mol-1

將6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密閉容器中,測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下圖所示(實(shí)線)。圖中數(shù)據(jù)a(1,6)表示:在1 min時(shí)H2的物質(zhì)的量是6 mol。

(1)a點(diǎn)正反應(yīng)速率 (填“大于”“等于”或“小于”)逆反應(yīng)速率。計(jì)算其化學(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.O~1 min B.1~3 min C.3~8 min D.8~11 min

(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)條件改變是

(4)錳酸鋰、鈦酸鋰都是綠色環(huán)保新型能源材料,可以用MnO2為原料制取錳酸鋰。

①以石墨為電極,電解酸化的MnSO4溶液可制備MnO2,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 。

②MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料.堿性鋅錳電池放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為 。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)的水溶液因水解而呈堿性的是

A. NaCl B. NH4Cl C. Na2CO3 D. NaOH

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素。m、n、p是由這些元素組成的二元化合物,r是元素Y的常見(jiàn)單質(zhì),能使帶火星的木條復(fù)燃,q的水溶液呈堿性,0.0l mol·L-l s溶液的pH為12,q、s的焰色反應(yīng)均呈黃色。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:W<X<Y<Z

B. 通常狀況下,X的氫化物可能呈氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)

C. Y的氫化物的沸點(diǎn)比Z的氫化物的沸點(diǎn)高

D. 由W、X、Y、Z四種元素只能組成一種化合物

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍(lán)紫色)、Cr(OH)4(綠色)、Cr2O72(橙紅色)、CrO42(黃色)等形式存在,Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體,回答下列問(wèn)題:

(1)Cr3+與Al3+的化學(xué)性質(zhì)相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過(guò)量,可觀察到的現(xiàn)象是_________。

(2)CrO42和Cr2O72在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下,初始濃度為1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72)隨c(H+)的變化如圖所示。

①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)____________。

②由圖可知,溶液酸性增大,CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率__________(填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù),計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)_________。

③升高溫度,溶液中CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則該反應(yīng)的ΔH______0(填“大于”“小于”或“等于”)。

(3)在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑,以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中Cl,利用Ag+與CrO42生成磚紅色沉淀,指示到達(dá)滴定終點(diǎn)。當(dāng)溶液中Cl恰好沉淀完全(濃度等于1.0×105 mol·L1)時(shí),溶液中c(Ag+)為_(kāi)______ molL1,此時(shí)溶液中c(CrO42)等于__________ molL1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×1012和2.0×1010)。

(4)+6價(jià)鉻的化合物毒性較大,常用NaHSO3將廢液中的Cr2O72還原成Cr3+,該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】NO2裝入帶有活塞的密閉容器中,當(dāng)反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡后,改變某個(gè)條件,下列敘述正確的是( )

A.升高溫度,氣體顏色加深,則此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B.慢慢壓縮氣體體積,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),混合氣體的顏色變淺

C.慢慢壓縮氣體體積,若體積減小一半,壓強(qiáng)增大,但小于原來(lái)的兩倍

D.恒溫恒容時(shí),充入惰性氣體,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),混合氣體的顏色變淺

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案