【題目】甲醇是一種重要的工業(yè)原料,利用甲醇可以制氫氣.
Ⅰ.甲醇與水蒸氣反應可以直接制得氫氣.
已知CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H>0,一定條件下,向體積為2L的恒容器密閉容器中充入1.2molCH3OH(g)和2.8molH2O(g),實驗測得,反應共吸收的能量和甲醇的體積分數隨時間變化的曲線圖象如圖1.
(1)從反應開始至平衡,H2的平均反應速率為___________.
(2)該條件下,CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的△H=__________,該反應的平衡常數為__________.
(3)在D點時,將容器的體積壓縮為原來的一半,同時再充入7.2mol的H2O(g),CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)平衡_________________移動(填“往左”、“往右”或“不”).
Ⅱ.將甲醇燃料電池高溫電解等物質的量的H2O﹣CO2混合氣體可以間接制備H2.其基本原理如圖2所示.
(4)甲醇燃料電池以酸性溶液為電解質,寫出電池負極的電極反應式_________.
(5)電解池中發(fā)生的總反應方程式為_________________.
(6)當質子交換膜中通過的H+數目為4.816×1023時,理論上電解池中產生的H2為_______________L(標準狀況).
【答案】0.03mol/(L·s) +49.4kJ/mol 0.09(mol/L)2 不 CH3OH+H2O﹣6e﹣=CO2+6H+ H2O+CO2H2+CO+O2 4.48
【解析】
(1)通過三段式求取濃度變化,再根據 計算;
(2)參加反應的n(CH3OH)=0.2mol/L×2L=0.4mol,有0.4mol甲醇反應吸收19.76kJ熱量,據此計算1mol甲醇反應吸收的熱量;化學平衡常數 ;
(3))根據濃度商與化學平衡常數相對大小確定反應方向,如果濃度商等于平衡常數,則平衡不移動;
(4)甲醇燃料酸性電池中,負極上甲醇失電子發(fā)生氧化反應;
(5)電解池中,反應物是水和二氧化碳,生成物是氫氣、CO和氧氣;
(6)串聯電路中轉移電子相等,根據轉移電子相等計算生成氫氣體積.
反應前c(CH3OH)=1.2mol/2L=0.6mol/L、c(H2O)=2.8mol/L=1.4mol/L,設參加反應的c(CH3OH)為xmol/L,列三段式:
根據圖知,反應后甲醇的體積分數占1/6,相同條件下體積之比等于其物質的量之比,所以甲醇的物質的量分數= ,x=0.2則生成c(H2)=3x=3×0.2mol/L=0.6mol/L,故v(H2)=0.6mol/20s=0.03mol/(L·s);
(2)參加反應的n(CH3OH)=0.2mol/L×2L=0.4mol,有0.4mol甲醇反應吸收19.76kJ熱量,據此計算1mol甲醇反應吸收的熱量=19.76kJ/0.4mol=+49.4kJ/mol;化學平衡常數=0.09(mol/L)2;故答案為:+49.4kJ/mol;0.09(mol/L)2;
(3)再充入7.2mol水蒸氣,c(H2O)=7.2mol/1L==7.2mol/L,縮小容器體積時,c(CH3OH)=0.8mol/L、c(H2O)=9.6mol/L、c(CO2)=0.4mol/L、c(H2)=1.2mol/L,濃度商=,其濃度商等于化學平衡常數,所以平衡不移動,故答案為:不;
(4)甲醇燃料酸性電池中,負極上甲醇失電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+,故答案為:CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+;
(5)電解池中,反應物是水和二氧化碳,生成物是氫氣、CO和氧氣,故答案為:;
(6)串聯電路中轉移電子相等,正極反應式為O2+4e-+4H+=2H2O,通過離子交換膜的氫離子是4,當質子交換膜中通過的H+數目為4.816×1023時,即通過的氫離子物質的量=0.8mol,轉移0.8mol電子得到0.8mol電子,根據轉移電子相等得生成氫氣體積=(0.8mol/4)×1×22.4L/mol=4.48L,故答案為:4.48。
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【題目】可逆反應:aA(g)+ bB(g)cC(g)+ dD(g);根據圖回答:
(1)壓強p1 _________p2(填“>”或“<”);
(2)a +b__________c +d(填“>”或“<”);
(3)溫度t1℃_________t2℃(填“>”或“<”);
(4)正反應為_________反應。(填吸熱或放熱)
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【題目】已知25℃時,CaCO3飽和溶液中c(Ca2+)為5.3×10-5mol/L、MgCO3的飽和溶液中c(Mg2+)為2.6×10-3mol/L.若在5mL濃度均為0.01mol/L的CaCl2和MgCl2溶液中,逐滴加入5mL 0.012mol/LNa2CO3溶液,充分反應后過濾得到溶液M和沉淀N(不考慮溶液體積的變化)。下列觀點不正確的是
A. 25℃時,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9
B. 加入Na2CO3溶液的過程中,先生成CaCO3沉淀
C. 濾液M中:c(Cl-)>c(Na+)>c(Mg2+)>c(CO3-)>c(OH-)
D. 濾液M中:
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【題目】下列說法錯誤的是
石油分餾產品乙烯.
A. 石油主要是由烴組成的混合物
B. 主要發(fā)生物理變化
C. 包括裂化、裂解等過程
D. 是加成反應,產物名稱是二溴乙烷
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【題目】海冰是海水凍結而成的咸水冰。海水凍結時,部分來不及流走的鹽分以鹵汁的形式被包圍在冰晶之間,形成“鹽泡”假設鹽分以一個NaCl計,其大致結構如下圖所示,若海冰的冰齡達到1年以上,融化后的水為淡水。下列敘述正確的是( )
A.海冰內層“鹽泡”越多,密度越小
B.海冰冰齡越長,內層的“鹽泡”越多
C.海冰內層“鹽泡”內的鹽分主要以NaCl分子的形式存在
D.海冰內層NaCl的濃度約為設冰的密度為
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【題目】鐵有δ、γ、α三種同素異形體,如下圖所示,三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉化。下列說法不正確的是( )
A.將鐵加熱到1500°C分別急速冷卻和緩慢冷卻,得到的晶體類型相同
B.α-Fe晶體中與每個鐵原子等距離且最近的鐵原子有6個
C.若δ-Fe晶胞邊長為a cm,α-Fe晶胞邊長為b cm,則兩種晶體密度比為2b3:a3
D.δ-Fe晶體中與每個鐵原子等距離且最近的鐵原子有8個
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【題目】下列過程或現象與鹽類水解無關的是( )
A. 純堿溶液去油污 B. 加熱氯化鐵溶液顏色變深
C. 鐵在潮濕的環(huán)境中生銹 D. 濃硫化鈉溶液有臭味
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【題目】通常情況下,NCl3是一種油狀液體,其分子空間構型與NH3相似,下列對NCl3和NH3的有關敘述錯誤的是
A.分子中N—Cl鍵鍵長與CCl4分子中C—Cl鍵鍵長不相等
B.NCl3分子是極性分子
C.NBr3比NCl3易揮發(fā)
D.在氨水中,大部分NH3與H2O以氫鍵(用“”表示)結合形成NH3H2O分子,則NH3H2O的結構式為
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