【題目】CH3OH是一種無色有刺激性氣味的液體,在生產(chǎn)生活中有重要用途,同時(shí)也是一種重要的化工原料。

(1)已知CH3OH(g)O2(g) CO2(g)2H2(g)的能量變化如圖所示,下列說法正確的是________(填字母)。

aCH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程是一個(gè)吸收能量的過程

bH2的生成速率與CH3OH的消耗速率之比為12

c.化學(xué)變化不僅有新物質(zhì)生成,同時(shí)也一定有能量變化

d1 mol H—O鍵斷裂的同時(shí)2 mol C=O鍵斷裂,則反應(yīng)達(dá)最大限度

(2)某溫度下,將5 mol CH3OH2 mol O2充入2 L的密閉容器中,經(jīng)過4 min反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得c(O2)0.2 mol·L1,4 min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)________,則CH3OH的轉(zhuǎn)化率為_______________。

(3)CH3OH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、空氣(氧氣)、KOH(電解質(zhì)溶液)構(gòu)成。則下列說法正確的是________(填序號(hào))。

①電池放電時(shí)通入空氣的電極為負(fù)極

②電池放電時(shí),電解質(zhì)溶液的堿性逐漸減弱

③電池放電時(shí)每消耗6.4 g CH3OH轉(zhuǎn)移1.2 mol電子

(4)寫出CH3OH燃料電池在酸性條件下負(fù)極的反應(yīng)式______________

【答案】cd 0.8mol/(L·min) 64% ②③ CH3OH+H2O-6e-═CO2↑+6H+

【解析】

(1)由圖可知,反應(yīng)物總能量小于生成物總能量,反應(yīng)為放熱反應(yīng),結(jié)合化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)和平衡的特征分析判斷;

(2)某溫度下,將5molCH3OH2molO2充入2L的密閉容器中,經(jīng)過4min反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得c(O2)=0.2molL-1,則氧氣的濃度變化量為:-0.2mol/L=0.8mol/L,再根據(jù)三段式分析計(jì)算;

(3)CH3OH燃料電池中通入燃料甲醇的電極為負(fù)極,通入空氣的電極為正極,結(jié)合電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀分析判斷;

(4)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),甲醇在負(fù)極失去電子,酸性條件下生成CO2,據(jù)此書寫電極反應(yīng)式。

(1)a.由圖可知,反應(yīng)物總能量小于生成物總能量,為放熱反應(yīng),故a錯(cuò)誤;b.速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,H2的生成速率與CH3OH的消耗速率之比為21,故b錯(cuò)誤;c.化學(xué)變化的本質(zhì)是舊的化學(xué)鍵斷裂,原子總組合生成新物質(zhì),形成新的化學(xué)鍵,化學(xué)變化不僅有新物質(zhì)生成,同時(shí)也一定有能量變化,故c正確;d1mol H-O鍵斷裂的同時(shí)2mol C=O鍵斷裂,分別表示正、逆反應(yīng)速率,等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)到達(dá)平衡,故d正確;故答案為:cd;

(2)某溫度下,將5molCH3OH2molO2充入2L的密閉容器中,經(jīng)過4min反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得c(O2)=0.2molL-1,則氧氣的濃度變化量為:-0.2mol/L=0.8mol/L

CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)

起始濃度(mol/L)2.5 1 0 0

變化濃度(mol/L)1.6 0.8 1.6 3.2

平衡濃度(mol/L)0.9 0.2 1.6 3.2

v(H2)==0.8mol/(L·min),CH3OH的轉(zhuǎn)化率=×100%=64%,故答案為:0.8mol/(L·min);64%;

(3)CH3OH燃料電池中通入燃料甲醇的電極為負(fù)極,通入空氣的電極為正極,故①錯(cuò)誤;②電池放電時(shí)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),甲醇在負(fù)極失去電子,堿性條件下生成碳酸根離子,負(fù)極電極反應(yīng)式為:CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O,電解質(zhì)溶液的堿性逐漸減弱,故②正確;③6.4gCH3OH的物質(zhì)的量為=0.2mol,堿性條件下,CH3OH為氧化為CO32-,轉(zhuǎn)移電子為0.2mol×6=1.2mol,故③正確;故答案為:②③;

(4)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),甲醇在負(fù)極失去電子,酸性條件下生成CO2,根據(jù)電荷守恒可知,有氫離子生成,負(fù)極電極反應(yīng)式為:CH3OH+H2O-6e-═CO2↑+6H+,故答案為:CH3OH+H2O-6e-═CO2↑+6H+。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀(jì)的新型燃料,以COH2為原料生產(chǎn)二甲醚主要發(fā)生以下三個(gè)反應(yīng):

(1)該工藝的總反應(yīng)為3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH=_________,化學(xué)平衡常數(shù)K=______________(用含K1、K2、K3的代數(shù)式表示)。

化學(xué)反應(yīng)方程式

化學(xué)平衡常數(shù)

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

ΔH1=-99 kJmol-1

K1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

ΔH2=-24 kJmol-1

K2

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

ΔH3=-41 kJmol-1

K3

(2)某溫度下,將8.0molH24.0molCO充入容積為2L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),10 分鐘后反應(yīng)達(dá)平衡,測(cè)得二甲醚的體積分?jǐn)?shù)為25%,則用H2表示的反應(yīng)速率為_________,CO的轉(zhuǎn)化率為________。

(3)下列措施中,能提高CH3OCH3產(chǎn)率的有________

A.分離出二甲醚 B.降低溫度 C.改用高效催化劑D.增大壓強(qiáng)

(4)該工藝中反應(yīng)③的發(fā)生提高了CH3OCH3的產(chǎn)率,原因是________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】X、Y、Z三種短周期元素原子序數(shù)依次喊小,原子半徑的大小關(guān)系為:r(Y)>r(X)>r(Z), 三種元素的原子序數(shù)之和為16。X、Y、Z三種元素的常見單質(zhì)在適當(dāng)條件下可發(fā)生如圖所示變化,其中B和C均為10電子分子。下列說法不正確的是( )

A. X元素位于ⅥA族 B. A難溶于B中

C. A和C不可能發(fā)生氧化還原反應(yīng) D. B的沸點(diǎn)高于C的沸點(diǎn)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定條件下,將3 mol A氣體和1 mol B氣體混合于固定容積為2 L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):3Ag)+Bg Cg)+2Ds)。2 min末該反應(yīng)達(dá)到平衡,生成D的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化情況如圖所示。下列判斷正確的是( 。

A. 若混合氣體的密度不再改變時(shí),該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)

B. 2 min后,加壓會(huì)使正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率變慢

C. 反應(yīng)過程中AB的轉(zhuǎn)化率之比為31

D. 開始到平衡,用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.3 mol·L1·min1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1p電子的原子軌道呈______形;

2)共價(jià)鍵的類型有兩種分別是σ鍵和π鍵,σ鍵的對(duì)稱方式為______;

3)某元素位于元素周期表中第四周期,第VA族,元素符號(hào)是______,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的化學(xué)式______

4)用填空:①能量:4p______5s②離子半徑:F-______Na+;

5)二氯化二硫(S2Cl2)是廣泛用于橡膠工業(yè)的硫化劑,常溫下是一種橙黃色有惡臭的液體,它的分子結(jié)構(gòu)如圖所示。

S2Cl2的結(jié)構(gòu)式為______,其化學(xué)鍵類型有______(填極性鍵”“非極性鍵極性鍵和非極性鍵)。

②電負(fù)性:S______Cl(填),每個(gè)S原子有______對(duì)弧電子對(duì)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】容積固定為3 L的某密閉容器中加入1 mol A、2 mol B,一定溫度下發(fā)生如下反應(yīng):A(s)+2B(g)C(g)+D(g),經(jīng)反應(yīng)5 min后,測(cè)得C的濃度為0.3 mol·L1。則下列說法中正確的是

A. 5 min內(nèi)D的平均反應(yīng)速率為0.02 mol·L1·min1

B. 5 min內(nèi)A的平均反應(yīng)速率為0.06 mol·L1·min1

C. 經(jīng)5 min后,向容器內(nèi)再加入C,正反應(yīng)速率變小

D. 平衡狀態(tài)時(shí),生成1 mol D時(shí)同時(shí)生成1 mol A

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH4+NH3H2O的形式存在,該廢水的處理流程如下:

1)過程:加NaOH溶液,調(diào)節(jié)pH9后,升溫至30℃,通空氣將氨趕出并回收。

用離子方程式表示加NaOH溶液的作用:____________。

用化學(xué)平衡原理解釋通空氣的目的:__________。

2 過程:在微生物作用的條件下,NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:

第一步反應(yīng)是_________反應(yīng)(選題放熱吸熱),判斷依據(jù)是__________。

②1mol NH4+(aq)全部氧化成的熱化學(xué)方程式是______________。

3 過程:一定條件下,向廢水中加入CH3OH,將HNO3還原成N2。若該反應(yīng)消耗轉(zhuǎn)移6mol電子,則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是__________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海藻中含有豐富的碘元素。如圖是實(shí)驗(yàn)室從海藻里提取碘的流程的一部分。下列判斷正確的是

A. 步驟④的操作是過濾

B. 可用淀粉溶液檢驗(yàn)步驟②的反應(yīng)是否進(jìn)行完全

C. 步驟①、③的操作分別是過濾、萃取

D. 步驟③中加入的有機(jī)溶劑可能是酒精或四氯化碳

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某研究小組以鏈燒烴 (C4H6) 和丙烯醛( CH2= CHCHO) 為原料合成某藥物中間體環(huán)戊基甲酸(部分反應(yīng)條件、產(chǎn)物已省略),其流程如下:

已知:i.+2RBr +2HBr

ii. +2CO2

請(qǐng)回答下列問題:

(1) B中的官能團(tuán)名稱為________,DE的反應(yīng)類型是 ____________

(2)寫出C與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式①:_____________ 。

(3)一定條件下,H可制取F, 則所需試劑和反應(yīng)條件是____________________

(4) I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______________。

(5)環(huán)戊基甲酸與苯酚反應(yīng)生成一種酯X,寫出一種同時(shí)符合以下條件的 X 的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________(不考慮立體異構(gòu))。

①核磁共振氫譜有四組峰,峰面積比為9:2:2:l

②能與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng)

③與濃溴水反應(yīng)時(shí),l molX可消耗4mol Br2

(6)參照上述合成路線,設(shè)計(jì)以乙醇和化合物E為原料制備2.2-二乙基丙二酸(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:)的合成路線(無機(jī)試劑任選)___________________。

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