【題目】氫氣是一種清潔高效能源,以甲醇為原料可以制取氫氣;卮鹣铝袉栴}:
(1)甲醇水蒸氣重整制氫
主反應(yīng):①CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH =+90.7kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH =-41.2 kJ/mol
副反應(yīng):③CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH =+206.3 kJ/mol
則甲醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)(反應(yīng)Ⅰ):CH3OH(g) +H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的 ΔH=_________。反應(yīng)②中lmolCO與lmol水蒸氣反應(yīng)的的活化能為E1kJ,則該反應(yīng)生成物的活化能為_________kJ。
(2)實(shí)驗(yàn)室模擬甲醇水蒸氣重整制氫過程,合成器組成n(CH3OH):n(H2O) =1:1時,體系中甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_______________。
②當(dāng)溫度為250℃、壓強(qiáng)為P2時,反應(yīng)達(dá)平衡時H2的體積分?jǐn)?shù)為______________。
③圖中的壓強(qiáng)由小到大的順序是________________。
④根據(jù)主副反應(yīng)分析,氫氣的產(chǎn)率隨壓強(qiáng)的增大而___________,其原因是__________________。
(3)MFC30氫氧燃料電池是以碳酸鹽為電解質(zhì)(提供CO32-)的高溫型燃料電池,負(fù)極的電極反應(yīng)式為_____。
【答案】 +49.5kJ/mol E1+41.2 K= 67.6%或0.676或0.68 P1<P2<P3 減少 隨著壓強(qiáng)增大,反應(yīng)①逆向移動,反應(yīng)②不移動,副反應(yīng)③正向移動,導(dǎo)致氫氣的產(chǎn)率下降 H2-2e-+CO32-=H2O+CO2
【解析】(1)甲醇水蒸氣重整制氫主反應(yīng)有①CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH =+90.7kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH =-41.2 kJ/mol ,副反應(yīng)有③CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH =+206.3 kJ/mol 。由①+②得:CH3OH(g) +H2O(g)CO2(g)+3H2(g),則甲醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)(反應(yīng)Ⅰ):CH3OH(g) +H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的ΔH=+90.7kJ/mol-41.2 kJ/mol=+49.5kJ/mol 。反應(yīng)②中lmolCO與lmol水蒸氣反應(yīng)的的活化能為E1kJ,因?yàn)?/span>lmolCO與lmol水蒸氣反應(yīng)后要放出41.2 kJ,這些熱量等于生成物的活化能減去反應(yīng)物的活化能,所以該反應(yīng)生成物的活化能為E1+41.2kJ。
(2)由反應(yīng)CH3OH(g) +H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.5kJ/mol 可知,正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng),所以溫度越高,體系中甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率越高,壓強(qiáng)越小,體系中甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率越高。
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= 。
②當(dāng)溫度為250℃、壓強(qiáng)為P2時,甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率為82%,由CH3OH(g) +H2O(g)CO2(g)+3H2(g),設(shè)起始時n(CH3OH)=n(H2O) =1mol,則平衡時,n(CH3OH)=n(H2O) =0.18mol,n(CO2)=0.82mol,n(H2)=2.46mol,反應(yīng)達(dá)平衡時H2的體積分?jǐn)?shù)為67.6%(或0.676或0.68)。
③圖中的壓強(qiáng)由小到大的順序是P1<P2<P3 。
④根據(jù)主副反應(yīng)分析,氫氣的產(chǎn)率隨壓強(qiáng)的增大而減少,其原因是隨著壓強(qiáng)增大,反應(yīng)①逆向移動,反應(yīng)②不移動,副反應(yīng)③正向移動,導(dǎo)致氫氣的產(chǎn)率下降 。
(3)MFC30氫氧燃料電池是以碳酸鹽為電解質(zhì)(提供CO32-)的高溫型燃料電池,根據(jù)總反應(yīng)為2H2+O2=2H2O,正極通入的氣體必須是氧氣和二氧化碳的混合氣,電極反應(yīng)為O2+4e-+2 CO2 =2 CO32-,所以負(fù)極的電極反應(yīng)式為H2-2e-+CO32-=H2O+CO2 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦,通過以下反應(yīng)制得:3SiO2(s)+6C(s)+ 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g)
(1)2molN2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為_________。
(2)達(dá)到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、CO的量),反應(yīng)速率v與 時間t的關(guān)系如圖。圖中t4時引起平衡移動的條件可能是______________________;圖中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段時間是____________。
(3)若該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 K=729,則在同溫度下1L密閉容器中,足量的SiO2和C與2mol N2充分反應(yīng),則N2的轉(zhuǎn)化率是__________________ (提示:272 = 729)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)說法中正確的是
A. 12C、13C、14C是碳的三種同素異形體
B. H2S的電子式可表示為
C. HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱,而熔沸點(diǎn)逐漸升高
D. NaHSO4在熔融狀態(tài)下不僅破壞了離子鍵,還破壞了共價鍵
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,向20 mL 0.1 mol/L的K2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol/L的稀鹽酸40 mL,溶液中含碳元素的各種微粒(CO2因逸出未畫出)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溶液pH變化的情況如下圖所示。下列說法正確的是
A. 隨著稀鹽酸的加入,溶液中保持不變
B. 根據(jù)A點(diǎn)計(jì)算,Ka2 (H2CO3)的數(shù)量級為10-3
C. B 點(diǎn)所處的溶液中:c(K+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
D. 當(dāng)pH約為8時,溶液中開始放出CO2氣體
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】甲基丙烯酸甲酯是合成有機(jī)玻璃的單體,其合成方法之一如下:CH3OC≡CH+CH3OH+A CH2=C(CH3)COOCH3,下列說法正確的是
A. 已知該反應(yīng)的原子利用率為100%,則A為CO2
B. CH3OH和甘油互為同系物
C. CH3C≡CH與丙烯的性質(zhì)相似,則該物質(zhì)可以發(fā)生加成、氧化反應(yīng)
D. 能與NaHCO3反應(yīng)的CH2=C(CH3)COOCH3的同分異構(gòu)體有9種
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】亞硝酸鈉NaNO2是一種工業(yè)鹽,人若誤食會引起中毒。某課外活動小組擬采用高錳酸鉀滴定法測定某樣品中NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù):稱取1.0g該樣品于錐形瓶中,加入適量水溶解,然后用0.1000mol/L的KMnO4溶液(適量稀H2SO4酸化)進(jìn)行測定,并重復(fù)上述操作2-3次。回答下列問題:
(1)滴定過程中反應(yīng)的離子方程式為_____________。
(2)滴定終點(diǎn)的判斷方法是______________。
(3)若滴定終點(diǎn)時平均消耗20.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液,該樣品中NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。
(4)下列操作中可能使測定結(jié)果偏高的是______________。
A.滴定結(jié)束后,滴定管尖嘴處有一懸掛液滴
B.滴定管尖嘴部分滴定前有氣泡,滴定終了無氣泡
C.滴定前仰視滴定管刻度線,滴定終點(diǎn)平視刻度線
D.錐形瓶用蒸餾水洗滌后,直接加入待測液進(jìn)行滴定
(5)該小組還想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明:酸性條件下NaNO2具有氧化性,實(shí)驗(yàn)操作為___________。
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【題目】使用膽礬(CuSO4·5H2O)配制1L 0.2 mol·L-1的硫酸銅溶液,正確的操作是( )
A. 將膽礬加熱除去結(jié)晶水后,稱取32 g溶解在1 L水里
B. 稱取膽礬50 g,溶解在1 L水里
C. 將32 g膽礬溶于水,然后將此溶液稀釋至1 L
D. 將50 g膽礬溶于水,然后將此溶液稀釋至1 L
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)的分類組合全部正確的是
編組 | 強(qiáng)電解質(zhì) | 弱電解質(zhì) | 非電解質(zhì) |
A | NaCl | HF | Cl2 |
B | H2SO4 | BaCO3 | CO2 |
C | AgCl | HClO | Cu |
D | Ca(OH)2 | H2S | 蔗糖 |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】1mol乙烯與氯氣完全加成,然后再與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),共消耗氯氣( )
A.2molB.3molC.4molD.5mol
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