化學(xué)鍵 | H-H | C-O | C≡O(shè) | H-O | C-H |
E/(kJ•mol-1) | 436 | 343 | 1 076 | 465 | 413 |
分析 (1)在常溫常壓下,“可燃冰”會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)生成甲烷與水;
(2)①在101kPa時(shí),1.6g CH4 (g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO、H2,吸熱20.64kJ,則1mol甲烷反應(yīng)吸收熱量為206.4kJ,注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式;
②CH4不完全燃燒制合成氣時(shí),放出熱量,同時(shí)得到的CO、H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1:2,能恰好完全反應(yīng)合成甲醇;
(3)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能;根據(jù)蓋斯定律:反應(yīng)②-反應(yīng)①=反應(yīng)③,反應(yīng)熱也進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算;
(4)①n(KOH)=2mol/L×2L=4mol,該裝置是燃料電池,負(fù)極上甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)原子守恒得0<n(CO2)≤2mol,二氧化碳不足量,則反應(yīng)生成碳酸鉀;
②根據(jù)原子守恒得2mol<n(CO2)≤4mol,反應(yīng)生成碳酸氫鉀.
解答 解:(1)在常溫常壓下,“可燃冰”會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)生成甲烷與水,反應(yīng)方程式為:CH4•nH2O=CH4↑+nH2O,
故答案為:CH4•nH2O=CH4↑+nH2O;
(2)①在101kPa時(shí),1.6g CH4 (g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO、H2,吸熱20.64kJ,則1mol甲烷反應(yīng)吸收熱量為206.4kJ,熱化學(xué)方程式為CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ•mol-1;
故答案為:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ•mol-1;
②CH4不完全燃燒制合成氣時(shí),放出熱量,同時(shí)得到的CO、H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1:2,能恰好完全反應(yīng)合成甲醇,而方法一吸收熱量,得到CO、H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1:3,不能恰好轉(zhuǎn)化為甲醇,故方法二更好,
故答案為:②;選擇CH4不完全燃燒,制合成氣體時(shí),放出熱量,同時(shí)得到CO:H2為1:2,能恰好完全反應(yīng)合成甲醇;
(3)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,故△H1=1076kJ.mol-1+2×436kJ.mol-1-(3×413+343+465)kJ.mol-1=-99kJ.mol-1;
根據(jù)蓋斯定律:反應(yīng)②-反應(yīng)①=反應(yīng)③,故△H3=△H2-△H1=-58kJ.mol-1-(-99kJ.mol-1)=+41kJ.mol-1,
故答案為:-99;+41;
(4)①n(KOH)=2mol/L×2L=2mol,該裝置是燃料電池,負(fù)極上甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)原子守恒得0<n(CO2)≤$\frac{44.8L}{22.4L/mol}$=2mol,二氧化碳不足量,則反應(yīng)生成碳酸鉀,電池總反應(yīng)方程式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,
故答案為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O;
②44.8L<V≤89.6L時(shí),根據(jù)原子守恒得$\frac{44.8L}{22.4L/mol}$=2mol<n(CO2)≤$\frac{89.6L}{22.4L/mol}$=4mol,反應(yīng)生成碳酸氫鉀,負(fù)極反應(yīng)式為CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-,
故答案為:CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-.
點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱有關(guān)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)和電極反應(yīng)的書寫等,側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ),難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 3 | B. | 4 | C. | 5 | D. | 6 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 原子半徑:W>Y>X | |
B. | 氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:R>W(wǎng) | |
C. | Y和Z兩者最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能相互反應(yīng) | |
D. | RX2溶于水可生成H2RX3的共價(jià)化合物 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A | Cl2、Br2分別與H2反應(yīng) | 比較氯、溴的非金屬性強(qiáng)弱 |
B | MgCl2、Al Cl3溶液中分別通入NH3 | 比較鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱 |
C | NaCO3溶液中加入稀H2SO4 | 比較碳、硫的非金屬性強(qiáng)弱 |
D | Fe、Cu分別與鹽酸反應(yīng) | 比較鐵、銅的金屬性強(qiáng)弱 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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