【題目】對(duì)甲烷和CO2的高效利用不僅能緩解大氣變暖,而且對(duì)日益枯竭的石油資源也有一定的補(bǔ)充作用,甲烷臨氧耦合CO2重整反應(yīng)有:

反應(yīng)(i):2CH4(g)O2(g)2CO(g)4H2(g)  △H=71.4kJmol-1

反應(yīng)(ii):CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g) △H=+247.0 kJmol-1

1)寫出表示CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式:_______________________________。

2)在兩個(gè)體積均為2L的恒容密閉容器中,起始時(shí)按表中相應(yīng)的量加入物質(zhì),在相同溫度下進(jìn)行反應(yīng)(ii):CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g) (不發(fā)生其它反應(yīng)),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如下表所示:

容器

起始物質(zhì)的量(n) / mol

CO2

平衡轉(zhuǎn)化率

CH4

CO2

CO

H2

0.1

0.1

0

0

50

0.1

0.1

0.2

0.2

/

下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)是_________。

Av(CH4) =2v(CO)

B.容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度滿足c(CH4)·c(CO2)=c2(CO)·c2(H2)

C.容器內(nèi)混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化

D.容器內(nèi)混合氣體密度保持不變

若容器內(nèi)反應(yīng)從開(kāi)始到平衡所用的時(shí)間為t min,則t min內(nèi)該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為:v(H2) = ________(用含t的表達(dá)式表示)。

達(dá)到平衡時(shí),容器、內(nèi)CO的物質(zhì)的量的關(guān)系滿足:2n(CO)_______n(CO)(填、

3)將CH4(g)O2(g)以物質(zhì)的量比為4:3充入盛有催化劑的恒容密閉容器內(nèi),發(fā)生上述反應(yīng)(i):2CH4(g)O2(g)2CO(g)4H2(g),相同時(shí)間段內(nèi)測(cè)得CO的體積分?jǐn)?shù)[ψ(CO)]與溫度(T)的關(guān)系如圖如示。

① T2時(shí),CO體積分?jǐn)?shù)最大的原因是_____________。

T2時(shí),容器內(nèi)起始?jí)簭?qiáng)為P0,平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)為20%,則反應(yīng)的平衡常數(shù)KP =_______(用平衡分壓強(qiáng)代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

42016年我國(guó)科研人員根據(jù)反應(yīng)Na+CO2 Na2CO3+C(未配平) 研制出一種室溫可呼吸”Na-CO2電池。放電時(shí)該電池吸入”CO2,充電時(shí)呼出”CO2。其放電時(shí)的工作原理如圖所示,已知吸收的全部CO2中,有轉(zhuǎn)化為Na2CO3固體沉積在多壁碳納米管(MWCNT)電極表面,寫出放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式:_________________。

【答案】CO(g)O2(g) = CO2(g) △H=282.7kJmol-1 C mol·L1·min1 低于T2℃時(shí),反應(yīng)未達(dá)平衡,相同時(shí)間內(nèi)溫度越高,反應(yīng)速率越快,CO的體積分?jǐn)?shù)就越高,高于T2℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡,因正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),故溫度越高,CO的體積分?jǐn)?shù)就越小 4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C 3CO2+4e-=2CO32+C

【解析】

(1) 2CH4(g)O2(g)2CO(g)4H2(g)  △H=71.4kJmol-1

CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g) △H=+247.0 kJmol-1

[-2×]/2得:CO(g)O2(g) = CO2(g) △H=282.7kJmol-1

答案為:CO(g)O2(g) = CO2(g) △H=282.7kJmol-1

(2) ① A2v(CH4) =v(CO),才是平衡狀態(tài),v(CH4) =2v(CO),不是平衡狀態(tài);

B.利用三段式進(jìn)行計(jì)算

CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)

起始量 0.1 0.1 0 0

變化量 0.05 0.05 0.1 0.1

平衡量 0.05 0.05 0.1 0.1

K==0.01,

通過(guò)計(jì)算可知,此反應(yīng)的平衡常數(shù)為1/400,所以容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度滿足c(CH4)·c(CO2)=c2(CO)·c2(H2)不是平衡狀態(tài);

C.因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體的分子數(shù)不等,所以當(dāng)容器內(nèi)混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài);

D.因?yàn)槿萜鞯捏w積不變,氣體的總質(zhì)量不變,所以容器內(nèi)混合氣體密度始終保持不變,從而得出結(jié)論:密度不變不一定是平衡狀態(tài)。

故答案為C。

由上面計(jì)算可知,達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),c(H2)=0.1mol/2L=0.05mol/L

v(H2) = 答案為mol·L1·min1;

達(dá)到平衡時(shí),容器相當(dāng)于容器縮小體積為原來(lái)的二分之一,此時(shí)平衡逆向移動(dòng),CO的物質(zhì)的量減小,也就是說(shuō)比原來(lái)的二倍要小,即2n(CO)n(CO)。答案為 >;

(3) ①從圖中可以看出,起初,隨著溫度的不斷升高,CO體積分?jǐn)?shù)不斷增大,說(shuō)明反應(yīng)不斷地向右進(jìn)行;當(dāng)溫度到達(dá)T2時(shí),再升高溫度,CO體積分?jǐn)?shù)不斷減小,此時(shí)平衡逆向移動(dòng)。也就是說(shuō),T2℃前,反應(yīng)未達(dá)平衡,曲線上的每一點(diǎn),都不是平衡點(diǎn);T2℃后,反應(yīng)達(dá)平衡,曲線上的每一點(diǎn),都是該溫度下的平衡點(diǎn)。由此也能得出,此反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

答案為:低于T2℃時(shí),反應(yīng)未達(dá)平衡,相同時(shí)間內(nèi)溫度越高,反應(yīng)速率越快,CO的體積分?jǐn)?shù)就越高,高于T2℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡,因正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),故溫度越高,CO的體積分?jǐn)?shù)就越。

我們?nèi)杂萌问角蠼?/span>

2CH4(g)O2(g)2CO(g)4H2(g)

起始量 4 3 0 0

變化量 2x x 2x 4x

平衡量 4-2x 3-x 2x 4x

x=1

答案為;

(4) 依題意知,3CO2+4e- 2Na2CO3,依據(jù)電子守恒和質(zhì)量守恒,產(chǎn)物中應(yīng)有C、反應(yīng)物中應(yīng)含有Na+,從而得出放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式:4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C,

答案為4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】恒溫下,物質(zhì)的量之比為21SO2O2的混合氣體在容積為2 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))n(SO2)隨時(shí)間變化關(guān)系如下表:

時(shí)間/min

0

1

2

3

4

5

n(SO2)/mol

0.20

0.16

0.13

0.11

0.08

0.08

下列說(shuō)法正確的是( )

A. 當(dāng)容器中氣體的密度不變時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B. 該反應(yīng)進(jìn)行到第3分鐘時(shí),逆反應(yīng)速率小于正反應(yīng)速率

C. 從反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)到平衡,用SO3表示的平均反應(yīng)速率為0.01 mol/(L·min)

D. 容器內(nèi)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)與起始時(shí)的壓強(qiáng)之比為54

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】A、B、C為短周期元素,在周期表中所處的位置如圖所示。A、C兩元素的原子核外電子數(shù)之和等于B原子的電子數(shù)。B原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等。

(1)寫出A、BC三元素名稱:________、________________

(2)C在元素周期表中的位置是________

(3)B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為____,C的氫化物與B的氫化物的穩(wěn)定性強(qiáng)弱順序?yàn)?/span>___>___(填化學(xué)式)。

(4)比較A、C的原子半徑:A________(填“>”“<”C,寫出A的氣態(tài)氫化物與A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】1.0 L恒容密閉容器中投入1 mol CO22.75 mol H2發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度及壓強(qiáng)下,平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A. 該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

B. 壓強(qiáng)大小關(guān)系:p1<p2<p3

C. M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K的值約為 1.04×10-2

D. p2512 K時(shí),圖中N點(diǎn)v()<v()

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】1,6-己二酸是合成高分子化合物尼龍的重要原料之一,可用六個(gè)碳原子的化合物氧化制備。如圖是合成尼龍的反應(yīng)流程:

完成下列填空:

1)寫出反應(yīng)類型:反應(yīng)①_____反應(yīng)②_______。

2AB的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______、_______

3)由合成尼龍的化學(xué)方程式為___。

4)由A通過(guò)兩步制備1,3-環(huán)己二烯的合成線路為:_______

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某;瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)用滴定法對(duì)一含有少量Na2SO4NaOH樣品中NaOH的含量進(jìn)行測(cè)定。回答下列問(wèn)題:

(1)用分析天平準(zhǔn)確稱取該樣品5.0 g,全部溶于水配制成1 000.0 mL的溶液。用____(填儀器名稱)量取20.00 mL放在錐形瓶中,滴加幾滴酚酞,待測(cè)。該中和滴定中滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是___。

(2)0.10 mol·L-1稀鹽酸滴定未知濃度的NaOH溶液,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

待測(cè)NaOH溶液的體積/mL

稀鹽酸的體積/mL

1

20.00

24.01

2

20.00

23.99

3

20.00

22.10

計(jì)算樣品中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______。

(3)若滴定前,滴定管尖端有氣泡,滴定終了氣泡消失,將使所測(cè)結(jié)果____ (偏高偏低不變,下同);若滴定過(guò)程中不慎將錐形瓶中溶液灑出,會(huì)使所測(cè)結(jié)果_____;若讀酸式滴定管讀數(shù)時(shí),滴定前仰視讀數(shù),滴定后正確讀數(shù),則所測(cè)結(jié)果____

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】PBAT(聚已二酸對(duì)苯二甲酸丁酯)可被微生物幾乎完全降解,成為包裝、醫(yī)療和農(nóng)用薄膜等領(lǐng)域的新興材料,它可由聚合物PBAPBT共聚制得,一種合成路線如下:

已知:

回答下列問(wèn)題:

1G的官能團(tuán)的名稱為________。

2的反應(yīng)類型為___________;反應(yīng)所需的試劑和條件是___________

3D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___________;H的化學(xué)名稱為___________。

4的化學(xué)方程式為_______________________________________________。

5MG互為同系物,M的相對(duì)分子質(zhì)量比G14;NM的同分異構(gòu)體,寫出同時(shí)滿足以下條件的N的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:___________________(寫兩種,不考慮立體異構(gòu))。

、既能與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng),又能發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng);

、與NaOH溶液反應(yīng)時(shí),1mol N能消耗4molNaOH;

、核磁共振氫譜有五組峰,峰面積比為1:2:2:2:1

6)設(shè)計(jì)由丙烯為起始原料制備的單體的合成路線(其它試劑可任選)________________________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】資料顯示:淺綠色的FeSO4·7H2O加熱失水為FeSO4·H2O時(shí)呈白色,成FeSO4時(shí)為無(wú)色固體。FeSO4經(jīng)加熱可分解為FeOSO3,經(jīng)強(qiáng)熱可分解為Fe2O3、SO3SO2SO3的熔點(diǎn)為16.8℃,沸點(diǎn)為44.8℃;瘜W(xué)興趣小組對(duì)上述資料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

第一步:用綠礬制無(wú)水硫酸亞鐵。

1)把藥品裝在儀器(寫名稱)____中進(jìn)行加熱,已將結(jié)晶水除凈的依據(jù)是(選填序號(hào))___

A.觀察無(wú)水蒸汽產(chǎn)生 B.經(jīng)恒重操作最后兩次稱量所得到的質(zhì)量完全相同

C.晶體完全變?yōu)闊o(wú)色 D.經(jīng)恒重操作最后兩次質(zhì)量差不超過(guò)天平感量誤差

第二步:取一定量無(wú)水硫酸亞鐵置于如圖(部分夾持儀器略去)所示A的試管中進(jìn)行加熱。

2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中C、DE中除有少許氣泡外無(wú)其它明顯現(xiàn)象。若將B試管中產(chǎn)生的少量固體溶于水,檢驗(yàn)該溶液中的陰離子的方法是:___。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還有一處明顯的現(xiàn)象是:________________

第三步:將第二步實(shí)驗(yàn)的裝置中A、B部分改為如圖所示的、C,D,E不變(CE中都裝有足量溶液)。

同樣取一定量無(wú)水硫酸亞鐵置于的石英玻璃管中進(jìn)行加熱,反應(yīng)完畢后,從石英玻璃儀器中滯留氣體排盡。觀察到C中產(chǎn)生白色沉淀,D試管中溶液褪色。

3)實(shí)驗(yàn)中的玻璃管中的現(xiàn)象是:______,說(shuō)出裝置的一個(gè)作用是:________。

最后將C中液體完全取出進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥。稱得所得固體質(zhì)量為23.300g,所得溶液加水稀釋定容為1L,取出20.00mL置于錐形瓶中,用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液測(cè)定該1L溶液中一種溶質(zhì)的濃度。

4)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用到的定量?jī)x器有_______,用到的指示劑是_______。

5)將所得溶液加水定容時(shí),加水所用的儀器名稱為_____,若去稱量玻璃管中殘留固體的質(zhì)量應(yīng)接近于____g

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】過(guò)二硫酸銨是一種常用的氧化劑和漂白劑。某小組以輝銅礦(主要成分是)為原料用火法煉銅,并利用尾氣制備過(guò)二硫酸銨。模擬工藝流程如下:

1)礦石粉碎過(guò)篩的目的是_________

2)已知常溫下,,。若濃氨水吸收恰好生成溶液,則該溶液的pH__________(填”“7

3按一定比例混合,在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______該反應(yīng)中的氧化劑是_______(填化學(xué)式)。

4)過(guò)二硫酸銨常用于檢驗(yàn)廢水中是否超標(biāo),若超標(biāo)則溶液變?yōu)槌壬ㄟ原產(chǎn)物為),寫出該反應(yīng)的離子方程式:__________________。

5)工業(yè)上,常采用鈦基鍍鉑電極為陽(yáng)極,鉛銻合金為陰極,用質(zhì)子交換膜將電解池分成兩個(gè)室,將硫酸銨和硫酸分別加入到兩個(gè)電極室進(jìn)行電解制備過(guò)二硫酸銨,硫酸放入陰極室。寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式:___。

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