【題目】甲醇既可用于基本有機原料,又可作為燃料用于替代礦物燃料.
(1)以下是工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H 下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K).

溫度

250℃

300℃

350℃

K

2.041

0.270

0.012

由表中數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)I為熱反應(yīng)(填“吸”或“放”).
某溫度下,將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為 , 此時的溫度為(從表中選擇).
(2)已知在常溫常壓下: ①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1 kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2 kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H3 kJ/mol
則反應(yīng) CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=kJ/mol(用△H1、△H2、△H3表示)
(3)現(xiàn)以甲醇燃料電池,采用電解法來處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O72)時,實驗室利用如圖裝置模擬該法:
①N電極的電極反應(yīng)式為
②請完成電解池中Cr2O72轉(zhuǎn)化為Cr3+的離子反應(yīng)方程式:
Cr2O72+Fe2++Cr3++Fe3++
(4)處理廢水時,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,當c(Cr3+)=1×10-5molL﹣1 時,Cr3+沉淀完全,此時溶液的pH= . (已知,Ksp=6.4×10-31 , lg2=0.3)

【答案】
(1)放;80%;250℃
(2)(△H1﹣△H2+4△H3)/2
(3)O2+4e+4H+=2H2O;6;14H+;2;6;7H2O
(4)5.6
【解析】解:(1)由表中數(shù)據(jù)可知,隨溫度升高平衡常數(shù)減小,說明升高溫度平衡逆向移動,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故△H<0,某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則:

CO(g)+

2H2(g)═

CH3OH(g)

起始(mol)

1

3

0

轉(zhuǎn)化(mol)

0.8

1.6

0.8

平衡(mol)

0.2

1.4

0.8

CO轉(zhuǎn)化率= ×100%=80%,平衡常數(shù)K= = =2.041,故溫度為250℃,

所以答案是:放;80%;250℃;(2)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1 kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2 kJ/mol

③H2O(g)=H2O(l)△H3 kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律 (①﹣②+4③)可得:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=(△H1﹣△H2+4△H3)/2kJ/mol,

所以答案是:(△H1﹣△H2+4△H3)/2;(3)①氫離子由質(zhì)子交換膜由M電極區(qū)移向N電極區(qū),則M為負極、N為正極,負極上發(fā)生氧化反應(yīng),甲醇失去電子,生成二氧化碳與氫離子,負極電極反應(yīng)式為:CH3OH﹣6e﹣+H2O=6H++CO2↑,正極發(fā)生還原反應(yīng),氧氣獲得電子,與通過質(zhì)子交換膜的氫離子結(jié)合為水,正極電極反應(yīng)式為:O2+4e+4H+=2H2O,

所以答案是:O2+4e+4H+=2H2O;

②電解池溶液里Cr2O72轉(zhuǎn)化為Cr3+,化合價降低共6價,左側(cè)Fe電極為陽極,F(xiàn)e失去電子生成Fe2+,酸性條件Fe2+將Cr2O72還原為Cr3+,自身被氧化為Fe3+,化合價升高共1價,化合價升降最小公倍數(shù)為6,則Cr2O72的系數(shù)為1,F(xiàn)e2+的系數(shù)為6,反應(yīng)離子方程式為:Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,

所以答案是:1;6;14H+;2;6;7H2O;(4)Ksp=c(Cr3+)×c3(OH)=6.4×1031,c(Cr3+)=1×105molL﹣1 時,溶液中c(OH)=4×109molL﹣1,則c(H+)= mol/L=2.5×106molL﹣1,則pH=﹣lg2.5×106=5.6,

所以答案是:5.6.

【考點精析】通過靈活運用反應(yīng)熱和焓變,掌握在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量,通常叫反應(yīng)熱即可以解答此題.

練習(xí)冊系列答案
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A.c(Z)=0.4 mol/L
B.c(X2)=0.2mol/L
C.c(Y2)=0.4mol/L
D.c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.6mol/L

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序號

實驗操作

實驗現(xiàn)象

溶液不變紅,試紙不變藍

溶液不變紅,試紙褪色

生成白色沉淀

下列實驗分析中,不正確的是

A. 說明Cl2被完全消耗

B. 中試紙褪色的原因是:SO2 + I2 + 2H2O == H2SO4 + 2HI

C. 中若將BaCl2溶液換成Ba(NO3)2溶液,也能說明SO2Cl2氧化為SO42

D. 實驗條件下,品紅溶液和SO2均被氧化

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(1)烴A的分子式為
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②鏈烴A與Br2的CCl4溶液反應(yīng)生成B,寫出由A生成B的化學(xué)方程式:
③與A互為同分異構(gòu)體,且主鏈碳原子個數(shù)與A相同的鏈烴有種(不包括A)
(3)若A不能使Br2的CCl4溶液褪色,且其一氯代物只有一種,則A的結(jié)構(gòu)簡式為

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(1)操作⑥、操作⑦的名稱分別為________、________

(2)下列物質(zhì)中沸點最高的是________。

A.汽油 B.煤油

C.柴油 D.重油

(3)在①⑤中屬于取代反應(yīng)的是________;原子利用率為100%的反應(yīng)是________。(填序號)

(4)寫出結(jié)構(gòu)簡式:A________、F________。

(5)寫出反應(yīng)③的離子方程式:____________________________________________________

(6)作為家庭中常見的物質(zhì)F,它給我們帶來了極大的方便,同時也造成了環(huán)境污染,這種污染稱為________

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②二氯二吡啶合鉑(Ⅱ)分子中存在的微粒間作用力有_________(填序號)。

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(6)鉑(Pt)單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如圖所示,由圖可知,晶體鉑的堆積方式為_________,一個晶胞中含有_________個鉑原子,距離每個鉑原子最近且等距離的鉑原子有_________個。

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