【題目】CH3OH是一種重要的化工原料。工業(yè)上常以CO和H2的混合氣體為原料制備甲醇,其反應方程式為CO+2H2CH3OH。
(1)一定條件下向2 L的密閉容器中通入一定量的CO和H2使其發(fā)生上述反應,n(CO)隨時間的變化如下表所示:
時間/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(CO)/mol | 1.0 | 0.8 | 0.5 | 0.25 | 0.20 | 0.20 |
①平均反應速率最大的時間段:___________min(填 “0~1”、“1~2” 、“2~3”“3~4”或“4~5”)。
②從反應開始到3 min末,氫氣的平均反應速率v(H2)=______________mol·L-1·min-1
③能夠判斷該反應達到平衡的是________(填字母) 。
a.v逆(CO)=2v正(H2)
b.CO、H2和CH3OH三種物質(zhì)的濃度相等
c.CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
d.相同時間內(nèi)消耗1molCO,同時消耗1molCH3OH
④工業(yè)上用CO和H2為原料制備甲醇的過程中,會有副產(chǎn)物二甲醚(CH3OCH3)生成,寫出該反應的化學方程式:__________.
(2)甲醇燃料電池是目前開發(fā)最成功的燃料電池之一,這種燃料電池由甲醇、氧氣、KOH溶液構(gòu)成,電池總反應為2CH3OH+3O2+4OH-=2+ 6H2O,其裝置圖下圖所示。
①電極a為電池的_______(填 “正極”或“負極”)
②電極b的電極反應式:________。
③電極C的電極反應式:________。
【答案】1~2 0.25 cd 2CO+4H2→CH3OCH3+H2O 負極 O2+4e-+2H2O=4OH- 2Cl--2e-=Cl2
【解析】
(1)①由不同時間段CO物質(zhì)的量的變化量多少進行判斷;
②先計算出CO的平均反應速率,再根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比計算出H2的平均反應速率;
③可逆反應達到平衡狀態(tài)的判斷標志是原來變化的量不變了,據(jù)此分析判斷;
④由甲醇與二甲醚的分子式之間的關(guān)系進行分析;
(2)甲醇燃料電池中,甲醇在負極發(fā)生氧化反應,氧氣在正極發(fā)生還原反應,據(jù)此分析解答。
(1)①在5min內(nèi)的幾個時間段內(nèi),CO物質(zhì)的量的減少量分別為:0.2mol、0.3mol、0.25mol、0.05mol、0mol,從而可以確定平均反應速率最大的時間段為CO物質(zhì)的量的減少量最多的時間段,即1~2min,答案為:1~2;
②由表中數(shù)據(jù)可知,從反應開始到3 min末,CO物質(zhì)的量的減少量為1.0mol-0.25mol=0.75mol,則v(CO)==0.125 mol·L-1·min-1,根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比,反應CO+2H2CH3OH中氫氣的平均反應速率v(H2)=2v(CO)=2×0.125 mol·L-1·min-1=0.25 mol·L-1·min-1,答案為:0.25;
③反應為CO+2H2CH3OH
a. 根據(jù)反應可得出v正(H2)=2 v正(CO),故v逆(CO)=2v正(H2)時反應沒有達到平衡,a不符題意;
b. CO、H2和CH3OH三種物質(zhì)的濃度相等,反應可能處于平衡狀態(tài),也可能未處于平衡狀態(tài),這與反應開始時加入的反應物的多少及反應的轉(zhuǎn)化率等有關(guān),b不符題意;
c.一定條件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等,即正逆反應速率相等,可以判斷反應達到平衡,c符合題意;
d. 對于反應CO+2H2CH3OH,相同時間內(nèi)消耗1molCO,同時消耗1molCH3OH說明正逆反應速率相等,可以判斷反應達到平衡,d符合題意,答案選cd;
④1mol的二甲醚(CH3OCH3)可以看作是2mol的甲醇(CH3OH)發(fā)生分子間脫水生成,由CO+2H2CH3OH可以推出用CO和H2生成副產(chǎn)物二甲醚的反應為:2CO+4H2→CH3OCH3+H2O,答案為:2CO+4H2→CH3OCH3+H2O;
(2)甲醇燃料電池甲醇在負極失去電子發(fā)生氧化反應,氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應
①由圖可知電極a處通入甲醇,故電極a為負極,答案為:負極;
②由圖可知電極b處通入氧氣,電極b為正極,氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應,堿性條件下氧氣發(fā)生的反應為:O2+4e-+2H2O=4OH-,答案為:O2+4e-+2H2O=4OH-;
③由圖可知電極c與燃料電池的正極相連,所以電極c為電解池的陽極,電極c為惰性電極,電解質(zhì)溶液為CuCl2溶液,所以在電極c上發(fā)生反應的是溶液里的陰離子,由于放電順序Cl->OH-,故電極c的電極反應式為:2Cl--2e-=Cl2,答案為:2Cl--2e-=Cl2。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】研究表明,通過碘循環(huán)系統(tǒng)可以吸收工業(yè)廢氣中的SO2制備一種重要的化工原料M,同時完成氫能源再生(如圖所示)。下列說法錯誤的是( )
A.開發(fā)氫能源有利于社會可持續(xù)發(fā)展
B.為提高SO2的吸收效率,應不斷分離出HI
C.I2為整個循環(huán)過程的催化劑
D.M為硫酸
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】
化合物F(異戊巴比妥)是臨床常用的鎮(zhèn)靜催眠藥物,其合成路線如下(部分反應條件和試劑略):
已知:
(1)+R2Br+C2H5ONa+C2H5OH+NaBr(R1,R2代表烷基)
(2)R—COOC2H5+(其他產(chǎn)物略)
請回答下列問題:
(1)試劑Ⅰ的化學名稱是____,化合物B的官能團名稱是______,第④步的化學反應類型是____。
(2)第①步反應的化學方程式是____________________。
(3)第⑤步反應的化學方程式是_____________________。
(4)試劑Ⅱ的相對分子質(zhì)量為60,其結(jié)構(gòu)簡式是 ___________________。
(5)化合物B的一種同分異構(gòu)體G與NaOH溶液共熱反應,生成乙醇和化合物H。H在一定條件下發(fā)生聚合反應得到高吸水性樹脂,該聚合物的結(jié)構(gòu)簡式是_________________ 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說法不正確的是:
A. 氮元素均被氧化
B. 工業(yè)合成氨屬于人工固氮
C. 含氮無機物和含氮有機物可相互轉(zhuǎn)化
D. 碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗室驗證鈉能與二氧化碳發(fā)生反應,并確定其產(chǎn)物的裝置如圖所示,(已知:PdC12溶液遇CO能產(chǎn)生黑色的Pd),下列說法錯誤的是( )
A. 裝置①的儀器還可以制取H2氣體
B. 裝置⑤中石灰水變渾濁后,再點燃酒精燈
C. 裝置②③中分別盛裝飽和Na2CO3溶液、濃H2SO4
D. 裝置⑥中有黑色沉淀,發(fā)生的反應是PdC12+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HC1
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】298K時,向20mLcmol·L-1KOH溶液中滴加0.1mol·L-1HCOOH溶液,混合溶液中水電離的氫氧根離子濃度與滴加甲酸(弱酸)溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是
A. 上述KOH溶液的濃度c=0.01mol·L-1
B. B點對應的溶液中:c(K+)=c(HCOO-)
C. E點對應的溶液中:c(OH-)>c(H+)=c(HCOOH)
D. 若D點對應的甲酸溶液體積為V1mL,則HCOOH電離平衡常數(shù)
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( 。
A. 常溫、常壓下,4.6 g NO2和N2O4混合氣體中含有的氧原子數(shù)目為0.2NA
B. 1 mol的羥基與1 mol的氫氧根離子所含電子數(shù)均為10NA
C. 將0.1 mol FeCl3溶于1 L水中,所得溶液含Fe3+離子數(shù)目為0.1NA
D. 在高溫下,1 mol Fe與足量的水蒸氣反應,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為3NA
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列熱化學方程式及有關(guān)應用的敘述中,不正確的是
A.在同溫同壓下,熱化學方程式2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)ΔH1;2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)ΔH2,反應熱ΔH1ΔH2
B.已知強酸與強堿在稀溶液里反應的中和熱為57.3kJmol-1,則H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)═BaSO4(s)+H2O(l)△H-57.3kJmol-1
C.500℃、30MPa下,將0.5molN2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應生成NH3(g),放熱19.3kJ,則:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H-38.6kJmol-1
D.甲烷的燃燒熱為890.3kJmol-1,則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為:CH4(g)+O2(g)═CO(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJmol-1
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】常溫下,下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. pH=7的溶液:K+、Na+、Cl-、Fe3+
B. 能使酚酞顯紅色的溶液:Na+、Mg2+、HCO3-、SO42-
C. c(H+)/c(OH-)=1012的溶液:K+、Fe3+、Cl-、SO42-
D. 水電離出的c(H+)=10-13 mol·L-1的溶液:Ca2+、NH4+、NO3-、HCO3-
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com