【題目】甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應用前景。工業(yè)上一般采用下列反應合成甲醇CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g) ΔH

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

由表中數(shù)據(jù)判斷ΔH________0 (填“>”、“=”或“<”),化學平衡常數(shù)表達式K=________;

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

計算20 s內(nèi)CO的反應速率為________,此時容器中甲醇的體積分數(shù)為_________;

若向上述平衡體系中同時加入1mol CO,2mol H2和1mol CH3OH氣體,平衡移動情況是__________(填“向右”、“向左”或“不移動”),原因是________________________

(3)已知在常溫常壓下:

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

2CO(g)+O2 (g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0kJ/mol

H2O(g) =H2O(l) ΔH=-44kJ/mol寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式:

__________________;

(4)甲醇、氧氣可制作燃料電池,寫出以氫氧化鉀為電解質(zhì)甲醇燃料電池負極反應式_______________;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)相連接,通電一段時間后,斷開電源,振蕩試管,上層溶液為_______色,當有 1.27g碘單質(zhì)生成時,需要_______g CH3OH。

【答案】

(1)< ,

(2)0.025mol/(L·s) 25% 向右,此時濃度熵Qc==0.25

(3)-443.5kJmol-1

(4)CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,,紫紅, 0.053

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)表格溫度越高,平衡常數(shù)越小,說明升溫平衡向逆反應方向移動,所以該反應是放熱反應,則H1<0,化學平衡常數(shù)的表達式K=

(2) CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g) ΔH

起始濃度(mol/L) 1 2 0

變化濃度(mol/L) c 2c c

平衡濃度(mol/L) 1-c 2-2c c

此時平衡常數(shù)K=1=,解得:c=0.5mol/L;20 s內(nèi)CO的反應速率為==0.025mol/(L·s);此時容器中甲醇的體積分數(shù)為×100%=25%;

若向上述平衡體系中同時加入1mol CO,2mol H2和1mol CH3OH氣體,此時Qc==0.25<K,此時平衡向右移動;

(3)根據(jù)蓋斯定律,將已知反應(-+×4)÷2得到CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l),所以該反應的H=[(-1277.0kJ/mol)-(-566.0kJ/mol)+(-44.0kJ/mol)×4]=-443.5kJmol-1;

(4)以氫氧化鉀為電解質(zhì)甲醇燃料電池負極反應式為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;I-的陽極氧化為I2,故Fe不能做陽極,只能做陰極,與電源負極相連;通電一段時間后,生成的碘單質(zhì)溶解在苯中,苯的密度比水小,在上層,為溶解碘的紫紅色溶液;當有1.27g碘單質(zhì)生成時,轉(zhuǎn)移電子為0.01mol,需要的CH3OH質(zhì)量為×32g/mol=0.053g。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】用苯和濃硝酸、濃硫酸按照如圖裝置制取硝基苯,回答下列問題:

1)在配制混合酸時應將___________加入到___________中去;

2)被水浴加熱的試管口處都要帶一長導管,其作用___________。

3)該反應的化學方程式是___________;反應類型:___________。

4)此裝置存在幾處錯誤,請修改(可不必填滿).①______;②______;

③________

5)請從下列操作:蒸餾;水洗;用干燥劑干燥;

10NaOH溶液洗;水洗,選擇合適操作,進行分離混酸后的粗產(chǎn)品精制:分液________分液________分液________過濾________。(用序號表示)

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】(1)基態(tài)鈦原子的價電子排布圖為

2)已知TiCl4在通常情況下是無色液體,熔點為﹣37℃ ,沸點為136℃ ,可知TiCl4 晶體.

3)硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子,結(jié)構(gòu)如圖所示。該陽離子TiO的原子數(shù)之比為

4Co的一種氧化物的晶胞如圖所示,在該晶體中與一個鈷原子等距離且最近的鈷原子有 個;筑波材料科學國家實驗室一個科研小組發(fā)現(xiàn)了在5K下呈現(xiàn)超導性的晶體,該晶體具有CoO2的層狀結(jié)構(gòu)(如圖所示,小球表示Co原子,大球表示O原子)。下列用粗線畫出的重復結(jié)構(gòu)單元示意圖不能描述CoO2的化學組成是 。

5)由CMg、Ni三種元素組成的一種簡單立方結(jié)構(gòu)的化合物具有超導性,其晶胞中C位于體心位置,Mg位于頂角,Ni占據(jù)面心位置,該化合物的化學式為 ,晶體中Mg原子周圍距離最近的Ni原子有 個,該新型超導材料晶胞參數(shù)a=0.38nm,計算該晶體的密度 gcm3)(保留三位有效數(shù)字)

6)金屬鈦晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,設鈦原子的半徑為r,則該晶胞體積的表達式為

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在2升的密閉容器中,發(fā)生以下反應:2A(g)B(g)2C(g)D(g)。若最初加入的AB都是4 mol,在前10秒鐘A的平均反應速率為012 mol/(L·s),則10秒鐘時,容器中B的物質(zhì)的量是

A. 16 mol B. 28 mol C. 24 mol D. 12 mol

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】反應Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑的能量變化趨勢,如圖所示:

(1)該反應為________反應(填“吸熱”或“放熱”)。

(2)若要使該反應的反應速率加快,下列措施可行的是_____(填字母)。

A.改鐵片為鐵粉 B.增大壓強

C.升高溫度 D.改稀硫酸為98%的濃硫酸

(3)若將上述反應設計成原電池,銅為原電池某一極材料,則銅為______極(填“正”或“負”)。銅片上產(chǎn)生的現(xiàn)象為________________;該極上發(fā)生的電極反應為______________;外電路中電子由 _______極向_______極移動。(填“正”或“負”)

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在一定溫度下,容器內(nèi)某一反應中M、N的物質(zhì)的量隨反應時間的變化曲線如圖,下列表述中正確的是( )

A、反應的化學方程式為:2MN

Bt2時,正逆反應速率相等,達到平衡

Ct3時,正反應速率大于逆反應速率

Dt1時,N的濃度是M濃度的2

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】高錳酸鉀是中學化學常用的試劑。工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀流程如下:

(1)鉍酸鈉(NaBiO3,不溶于水)用于定性檢驗酸性溶液中Mn2+的存在(鉍的還原產(chǎn)物為Bi3+),Mn2+的氧化產(chǎn)物為MnO4,寫出反應的離子方程式_________________________________________。

(2)KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列物質(zhì)相同的是_____(填代號)。

a.84消毒液(NaClO溶液) b.雙氧水 c.苯酚 d.75%酒精

(3)上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有氫氧化鉀和_______(寫化學式)。

(4)理論上(若不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過程中的損失)1 mol MnO2可制得_____mol KMnO4。

(5)該生產(chǎn)中需要純凈的CO2氣體。寫出實驗室制取CO2的化學方程式___________________,所需氣體發(fā)生裝置可以是______(選填代號)。

(6)操作的名稱是________;操作根據(jù) KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在______(填性質(zhì))上的差異,

采用__________(填操作步驟)、趁熱過濾得到 KMnO4

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有A、B種烴,已知A的分子式為C5Hm,而B的最簡式為C5Hn(m、n均為正整數(shù)).請回答下列問題:

(1)下列關(guān)于烴A和烴B的說法不正確的是 (填序號).

a.烴A和烴B可能互為同系物

b.烴A和烴B可能互為同分異構(gòu)體

c.當m=12時,烴A一定為烷烴

d.當n=11時,烴B可能的分子式有2種

(2)若烴A為鏈烴,且分子中所有碳原子一定共面,在一定條件下,1mol A最多可與1mol H2加成,則A的名稱是

3)若烴B為苯的同系物,取一定量的烴B完全燃燒后,生成物先通過足量的濃硫酸,濃硫酸的質(zhì)量增加1.26g,再通過足量的堿石灰,堿石灰的質(zhì)量增加4.4g,則烴B的分子式為 ;若其苯環(huán)上的一溴代物只有一種,則符合此條件的烴B有 種.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】有機物A由C、H、O、Cl四種元素組成,其相對分子質(zhì)量為198.5,Cl在側(cè)鏈上.當A與Cl2分別在Fe作催化劑和光照條件下以物質(zhì)的量之比為1:1反應時,分別是苯環(huán)上一氯取代產(chǎn)物有兩種和側(cè)鏈上一氯取代產(chǎn)物有一種;A與NaHCO3溶液反應時有氣體放出.已知A經(jīng)下列反應可逐步生成B~G.

請你按要求回答下列問題:

(1)A的化學式為 ;D的結(jié)構(gòu)簡式為

(2)上述反應中屬于取代反應的是 (填編號);

(3)C中含氧官能團的名稱分別為 ;

(4)E的同分異構(gòu)體中,滿足下列條件:含有苯環(huán),苯環(huán)上只有一個側(cè)鏈,且側(cè)鏈上只含有一個一CH3;能發(fā)生銀鏡反應;屬于酯類.請寫出一種符合上述條件E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:

(5)寫出下列指定反應的化學方程式(有機物寫結(jié)構(gòu)簡式):

A與NaOH的醇溶液共熱: ;

E在一定條件下生成F:

查看答案和解析>>

同步練習冊答案