【題目】甲醇燃料電池被認(rèn)為是21世紀(jì)電動汽車候選動力源
(1)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)═CO2(g)+3H2(g)△H1=+49.0kJmol﹣1
②CH3OH(g)+ O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H2
已知H2(g)+ O2(g)═H2O(g)△H=﹣241.8kJmol﹣1 , 則反應(yīng)②的△H2= .
(2)工業(yè)上一般可采用如圖1所示反應(yīng)來合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),現(xiàn)實驗室模擬該反應(yīng)并進(jìn)行分析,圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線
①該反應(yīng)的焓變△H0(填“>”“<”或“=”).
②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2(填“>”“<”或“=”)
③現(xiàn)進(jìn)行如下實驗,在體積為1L的密閉容器中,充入1molCO和3molH2 , 測得CO 和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示.從反應(yīng)開始到平衡,CO的平均反應(yīng)速率v(CO)= , 該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=
④恒容條件下,達(dá)到平衡后,下列措施中能使 增大的有
A.升高溫度 B.充入He(g)
C.再充入1molCO 和3molH2 D.使用催化劑.
【答案】
(1)﹣192.8kJ?mol﹣1
(2)<,>,0.225mol/(L?min),,C
【解析】解:(1)由蓋斯定律可知,①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H1=+49.0kJmol﹣1、③H2(g)+ O2(g)═H2O(g)△H=﹣241.8kJmol﹣1,①+③得到反應(yīng)②,則△H2=+49.0kJmol﹣1+(﹣241.8kJmol﹣1)=﹣192.8kJmol﹣1;
(2)①根據(jù)先拐先平原則,由圖1可知,溫度T1<T2,平衡時,溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小,說明升高溫度,平衡向逆反應(yīng)移動,升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動,故該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng);
②平衡時,溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小,說明升高溫度,平衡向逆反應(yīng)移動,升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動,故該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng);升高溫度,平衡向逆反應(yīng)移動,所以K1>K2;
③由圖2可知,10min達(dá)平衡時甲醇的濃度變化量為0.75mol/L,所以v(CH3OH)= =0.075mol/(Lmin),速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,所以v(H2)=3v(CH3OH)=3×0.075mol/(Lmin)=0.225mol/(Lmin);
平衡時c(CH3OH)=c(H2O)=0.75mol/L,c(CO2)=0.25mol/L,反應(yīng)消耗二氧化碳濃度為0.75mol/L,則反應(yīng)消耗氫氣濃度為0.75mol/L×3=2.25mol/L,則達(dá)到平衡時氫氣濃度為:c(H2)=3mol/L﹣2.25mol/L=0.75mol/L,所以該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= = ;
④要使 增大,應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動
A.因正反應(yīng)放熱,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,則n(CH3OH)/n(CO2)減小,故A錯誤;
B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大,但對反應(yīng)物質(zhì)來說,濃度沒有變化,平衡不移動,n(CH3OH)/n(CO2)不變,故B錯誤;
C.再充入1mol CO2和3mol H2,等效于在原來基礎(chǔ)上縮小體積一半,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,則n(CH3OH)/n(CO2)增大,故C正確;
D.使用催化劑,平衡不移動,故n(CO)和n(CH3OH)均不變,故D錯誤;
所以答案是:(1)﹣192.8kJmol﹣1;(2)①<;②>;③0.225mol/(Lmin);;④C
【考點精析】掌握化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡的計算是解答本題的根本,需要知道化學(xué)平衡狀態(tài)的特征:“等”即 V正=V逆>0;“動”即是動態(tài)平衡,平衡時反應(yīng)仍在進(jìn)行;“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變;“變”即條件改變,平衡被打破,并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡;與途徑無關(guān),外界條件不變,可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,都可建立同一平衡狀態(tài)(等效);反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%;產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔,制造印刷電路板.得到的廢液中含有Fe2+、Cu2+、Fe3+和Cl﹣.為回收銅并得到純凈的FeCl3溶液,下面是綜合利用的主要流程:
(1)FeCl3溶液和銅反應(yīng)的離子方程式為__。
(2)上述方框內(nèi)物質(zhì)A和X的化學(xué)式:A__,X__。上述流程中有關(guān)Fe2+和Fe3+相互轉(zhuǎn)化的離子方程式是__、__。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列敘述中,錯誤的是 ( )
A. 1mol硫酸中含有4mol氧原子 B. 硫酸的摩爾質(zhì)量是98g
C. 6.02×1023個硫酸分子的質(zhì)量是98g D. 0.5mol硫酸中含有1g氫元素
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某微粒的結(jié)構(gòu)示意圖為,試回答:
(1)x表示____________,y表示____________。
(2)當(dāng)x-y > 10時,該微粒是________(選填“陽離子”或“陰離子”或“原子”)
(3)當(dāng)時,該微粒帶有2個單位的負(fù)電荷,則該微粒的符號為_________,該微粒的結(jié)構(gòu)示意圖為____________
(4)當(dāng)y=2的中性原子M跟y=7的中性原子N化合時,形成化合物的化學(xué)式為__
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知元素A焰色反應(yīng)為黃色,B的一價陰離子的電子層結(jié)構(gòu)與氬相同,請回答:
(1)元素符號:A___________,B___________;
(2)元素B的離子結(jié)構(gòu)示意圖為__________,B的單質(zhì)常溫下是____態(tài)
(3)A和B形成的化合物的化學(xué)式是___________,該化學(xué)式_________(選填“能”或“不能”)稱為分子式,它是通過_________鍵形成的,屬于_________化合物(選填“離子”或“共價”).
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某工廠排出的鉻渣含有SiO2、A12O3、Fe2O3、Na2Cr2O7(易溶于水,是強(qiáng)氧化劑)等,處理建議是將+6價鉻轉(zhuǎn)化為低毒性的+3價鉻后制備K2Cr2O7。實驗室模擬處理鉻渣的工藝流程如下(部分操作和條件略):
(1)已知過濾1后的濾液中存在如下平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黃色)+2H+,則濾液應(yīng)呈現(xiàn)的顏色是_________
(2)濾渣1的成分為______ 濾渣2中所含的金屬元素為___________
(3)根據(jù)表中生成成氧化物沉淀的pH數(shù)據(jù)判斷,流程中a的范圍為__________。
物質(zhì) | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Cr(OH)3 | Fe(OH)2 |
開始沉淀 | 1.5 | 3.4 | 4.9 | 6.3 |
完全沉淀 | 2.8 | 4.7 | 5.5 | 8.3 |
(4)過濾3所得濾液又回流到過濾1所得濾液中,其目的是__________
(5)由Cr(OH)3得到黃色溶液過程中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式是_________
(6)向橙色的K2Cr2O7溶液中,滴加Ba(NO3)2溶液,產(chǎn)生黃色沉淀,溶液pH減小。試推測黃色沉淀是_________,用平衡移動的原理解釋溶液pH變小的原因是________.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25℃時,部分物質(zhì)的電離平衡常數(shù)如表所示:
化學(xué)式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
電離平衡常數(shù) | 1.7×10﹣5molL﹣1 | K1=4.4×10﹣7molL﹣1 | 3.0×10﹣8 |
請回答下列問題:
(1)同濃度的CH3COO﹣、HCO3﹣、CO32﹣、ClO﹣結(jié)合H+的能力由強(qiáng)到弱的順序為 .
(2)常溫下0.1molL﹣1的CH3COOH溶液在加水稀釋過程中,下列表達(dá)式的數(shù)據(jù)一定變小的是(填字母序號,下同).
A.c(H+) B. C.c(H+)c(OH﹣)
D. E.
若該溶液升高溫度,上述5種表達(dá)式的數(shù)據(jù)增大的是 .
(3)體積為10mL pH=2的醋酸溶液與一元酸HX溶液分別加水稀釋至1000mL,稀釋過程pH變化如圖:
則HX的電離平衡常數(shù)(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的平衡常數(shù).稀釋后,HX溶液中由水電離出來的c(H+)(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的溶液中由水電離出來的c(H+),理由是 .
(4)已知100℃時,水的離子積為1×10﹣12 , 該溫度下測得某溶液pH=7,該溶液顯(填“酸”、“堿”或“中”)性.將此溫度下pH=1的H2SO4溶液aL與pH=11的NaOH溶液bL混合,若所得混合液pH=2,則a:b= .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】ClO2是一種消毒殺菌效率高、二次污染小的水處理劑.實驗室可通過以下反應(yīng)制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO4 2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O.
下列說法中錯誤的是( 。
A.KClO3在反應(yīng)中得到電子
B.ClO2中氯的化合價為+4價
C.在反應(yīng)中H2C2O4是還原劑
D.1 mol KClO3參加反應(yīng)有2mol電子轉(zhuǎn)移
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益,減少污染。傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如下圖所示的催化劑循環(huán)實現(xiàn)。
(1)上述轉(zhuǎn)化中屬于氧化還原反應(yīng)的是________(填序號)。
(2)反應(yīng)②中O2與CuCl2的物質(zhì)的量之比是_________。
(3)一定條件下,以HCl、CuO、O2為原料,寫出該轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)方程式______________。
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