分析 (1)已知:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ•mol-1 ①
②CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g)△H=+2.8kJ•mol-1 ②
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1 ③
根據(jù)蓋斯定律,由①+②×2-③×2得;
(2)①由圖可知,10min到達(dá)平衡,平衡時甲醇的濃度變化為0.75mol/L,根據(jù)濃度變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比氫氣的濃度變化量,根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v(H2);
②化學(xué)平衡常數(shù),是指在一定溫度下,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值,據(jù)此書寫;正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡常數(shù)的數(shù)值將減;
③使n(CH3OH)/n(CO2)應(yīng)采取措施,使平衡向正反應(yīng)移動,注意不能增大二氧化碳或降低甲醇的量;
④燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量;在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ,32g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ×32=725.76kJ,1mol甲醇質(zhì)量為32克,所以完全燃燒1mol甲醇生成二氧化碳和液態(tài)水放熱725.76KJ,根據(jù)燃燒熱的概念分析即可解答;
⑤燃料電池中燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),堿溶液中生成碳酸鉀.
解答 解:(1)已知:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ•mol-1 ①
②CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g)△H=+2.8kJ•mol-1 ②
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1 ③
根據(jù)蓋斯定律,由①+②×2-③×2得,CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g)△H=-890.3kJ•mol-1+2.8kJ•mol-1×2+566.0kJ•mol-1×2=+247.3 kJ•mol-1,
故答案為:+247.3 kJ•mol-1;
(2)①由圖可知,10min到達(dá)平衡,平衡時甲醇的濃度變化為0.75mol/L,由方程式CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O可知,氫氣的濃度變化等于甲醇的濃度變化量為0.75mol/L×3=2.25mol/L,故v(H2)=$\frac{2.25mol/L}{10min}$=0.225mol/(L•mon),
故答案為:0.225;
(2)②反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)k=$\frac{c(C{H}_{3}OH)•c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})•{c}^{3}({H}_{2})}$,正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡常數(shù)的數(shù)值將減;
故答案為:$\frac{c(C{H}_{3}OH)•c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})•{c}^{3}({H}_{2})}$;減;
(3)使n(CH3OH)/n(CO2)應(yīng)采取措施,使平衡向正反應(yīng)移動,注意不能增大二氧化碳或降低甲醇的量,
A、該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動,n(CH3OH)/n(CO2)減小,故A錯誤,
B、充入He(g),使體系壓強增大,容器的容積不變,反應(yīng)混合物的濃度不變,平衡不移動,n(CH3OH)/n(CO2)不變,故B錯誤,
C、將H2O(g)從體系中分離,平衡向正反應(yīng)移動,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故C正確,
D、再充入1mol CO2和4mol H2,相當(dāng)于充入1mol CO2和3mol H2,達(dá)平衡后再通入1molH2.等效為增大壓強,平衡向正反應(yīng)移動,n(CH3OH)/n(CO2)增大,再通入1molH2,平衡向正反應(yīng)移動,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故D正確;
故答案為:CD;
④1mol甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱725.8KJ,燃燒熱熱化學(xué)方程式為:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76 kJ•mol-1,
故答案為:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76 kJ•mol-1;
⑤甲醇-空氣燃料電池中燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),在堿溶液中生成碳酸鹽,C的化合價有-2價變?yōu)?4價,每摩C轉(zhuǎn)移6摩電子,依據(jù)電荷守恒和原子守恒,寫出電極反應(yīng)式,電極反應(yīng)式為:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O,故答案為:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O.
點評 本題考查熱化學(xué)方程式的書寫方法、蓋斯定律的計算、反應(yīng)速率計算、化學(xué)平衡的計算與影響因素、平衡常數(shù)等,難度中等,注意基礎(chǔ)知識的掌握.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,可以加快鐵的腐蝕 | |
B. | 若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,則X極附近溶液變黃色 | |
C. | 若X為鋅,開關(guān)K置于M處,保護(hù)鐵電極則為犧牲陽極的陰極保護(hù)法 | |
D. | 若X為鋅,開關(guān)K置于M處,則X電極的反應(yīng)式為:O2+4e+2H2O→4OH- |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | x=20 | B. | x=40 | C. | 20<x<40 | D. | x>40 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題
選項 對應(yīng)物質(zhì) | A | B | C | D |
a | Cu(OH)2 | NO | Fe | Al |
b | CuCl2 | NO2 | FeCl3 | Al(OH)3 |
c | Cu | HNO3 | FeCl2 | AlO2- |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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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:選擇題
A. | -3 | B. | +1 | C. | +3 | D. | +5 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 該有機物的分子式是C8H10NO3 | |
B. | 1mol該有機物最多能與2molBr2發(fā)生反應(yīng) | |
C. | 該有機物不能與Na2CO3溶液反應(yīng) | |
D. | 該有機物既能與鹽酸反應(yīng),又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng) |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | K+,Mg2+,Cl-,OH- | B. | Na+,Cu2+,CO32-,NO3- | ||
C. | H+,Na+,CO32-,Cl- | D. | Na+,Mg2+,Cl-,SO42- |
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