(14分)某經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)將鈦冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成了一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈(如圖所示),大大地提高了資源利用率,減少了環(huán)境污染。

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

(1)寫出鈦鐵礦經(jīng)氯化得到四氯化鈦的化學(xué)方程式: 。

(2)由CO和H2合成甲醇是放熱的,方程式是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

①已知該反應(yīng)在300℃時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)為0.27,該溫度下將2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容積為2 L的密閉容器中,此時(shí)反應(yīng)將 (填“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”、“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”或“處于平衡狀態(tài)”)。

②下圖表示合成甲醇反應(yīng)達(dá)到平衡后,每次只改變溫度、壓強(qiáng)、催化劑中的某一條件,反應(yīng)速率υ與時(shí)間t的關(guān)系。其中表示平衡混合物中的甲醇的含量最高的一段時(shí)間是 。圖中t3時(shí)改變的條件可能是 。

(3)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)甲醇燃料電池,并用該電池電解200mL—定濃度NaCl與CuSO4混合溶液,其裝置如圖:

①寫出甲中通入甲醇這一極的電極反應(yīng)式 。

②理論上乙中兩極所得氣體的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如丙圖所示(氣體體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積),寫出在t1后,石墨電極上的電極反應(yīng)式 ,原混合溶液中NaCl的物質(zhì)的量濃度為 mol/L。(假設(shè)溶液體積不變)

 

⑴ 2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO (2分)

⑵① 向逆反應(yīng)方向進(jìn)行(2分)

②t2~t3  (2分)升高溫度 (2分)

(3)①CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O(2分)

②4OH--4e-=O2↑+2H2O (2分) 0.1(2分)

【解析】

試題分析:⑴據(jù)流程圖,鈦鐵礦氯化過程中反應(yīng)物有FeTiO3、C、Cl2、,生成物有FeCl3、TiCl4、CO,然后根據(jù)氧化還原反應(yīng)的配平方法將其配平。

⑵①此時(shí)該反應(yīng)的濃度商Qc=>0.27(K),說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行;

②結(jié)合反應(yīng)[CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),正反應(yīng)放熱],并據(jù)圖可確定“t1~t2”是加壓,“t3~t4”是加熱(升高溫度),“t5~t6”是加催化劑;在t2~t3時(shí)間段內(nèi)平衡混合物中的甲醇的含量最高。

⑶①裝置甲為甲醇燃料電池,通入甲醇一極為負(fù)極,先根據(jù)得失電子守恒有CH3OH-6e-――CO32-,再根據(jù)電荷守恒有CH3OH-6e-+8OH―――CO32-,最后根據(jù)原子守恒得CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。

②裝置乙為電解池,鐵電極為陰極,該極發(fā)生的電極反應(yīng)依次為Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑;石墨為陽極,該極發(fā)生的電極反應(yīng)式依次為2Cl--2e-=Cl2↑,4OH--4e-=O2↑+2H2O;據(jù)此可確定在t1后,石墨電極上的電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O;根據(jù)在t1前發(fā)生的電極反應(yīng)“2Cl--2e-=Cl2↑”可計(jì)算原混合溶液中NaCl的物質(zhì)的量濃度:

考點(diǎn): 本題考查氧化還原反應(yīng)方程的書寫、化學(xué)平衡的移動(dòng)、化學(xué)平衡圖像分析、電極反應(yīng)式的書寫與計(jì)算。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014河北省保定市、定興三中高二下學(xué)期期末化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

下列事實(shí)可以用同一原理解釋的是(   )

A.氯氣和二氧化硫均可使品紅褪色

B.乙烯可使溴水或酸性高錳酸鉀溶液褪色

C.ClO2和漂白粉現(xiàn)在都常用于自來水的處理

D.苯酚和氫氧化鈉溶液在空氣中久置均會(huì)變質(zhì)

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014河北省保定市第二學(xué)期期中考試高一化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

金剛石和石墨都是碳的單質(zhì),石墨在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石并需要吸收能量,已知12克石墨或金剛石完全燃燒時(shí)放出的熱量依次為Q1和Q2,下列說法錯(cuò)誤的是( )

A. Q1<Q2

B.石墨不如金剛石穩(wěn)定

C.質(zhì)量相等的石墨與金剛石,石墨具有的能量比金剛石低

D. 質(zhì)量相等的石墨與金剛石完全燃燒,生成的二氧化碳一樣多

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014河北省保定市第二學(xué)期期中考試高一化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

化學(xué)用語在化學(xué)學(xué)科中作用非常重要,以下有關(guān)化學(xué)用語描述正確的是

A.Mg2+的結(jié)構(gòu)示意圖: B.CO2的電子式:

C.Na2S的電子式: D.CO2的比例模型:

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014河北省保定市第二學(xué)期期中考試高一化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

下列各組物質(zhì)熔化或升華時(shí),所克服的粒子間作用力屬于同種類型的是( )

A. Na2O 和 SiO2 B.冰和金剛石熔化

C.氯化鈉和蔗糖熔化 D.碘和干冰升華

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014江西省鷹潭市高三第二次模擬考試?yán)砭C化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

用一張已除去表面氧化膜的鋁箔緊緊包裹在試管外壁(如圖),將試管浸入硝酸汞溶液中,片刻取出,然后置于空氣中,不久鋁箔表面生出“白毛”,紅墨水柱右端上升。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷下列說法錯(cuò)誤的是( )

A.實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)

B.鋁是一種較活潑的金屬

C.鋁與氧氣反應(yīng)是放熱反應(yīng)

D.鋁片上生成的白毛是氧化鋁和氧化汞的混合物

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014江西省鷹潭市下學(xué)期期末質(zhì)量檢測高二化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

(8分)甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。

(1) 工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:

反應(yīng)Ⅰ:CO (g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1

反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2

①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

②下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。

溫度

250 ℃

300 ℃

350 ℃

K

2.041

0.270

0.012

由表中數(shù)據(jù)判斷,ΔH1______0(填“>”、“=”或“<”)。

③某溫度下,將2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測得c(CO)=0.2 mol·L-1,則CO的轉(zhuǎn)化率為________,此時(shí)的溫度為________(從上表中選擇)。

(2)下列各項(xiàng)能作為判斷反應(yīng)Ⅰ在2 L的密閉容器中達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)的是_______(填序號(hào)字母)。

A.容器內(nèi)CO、H2、CH3OH的濃度之比為1∶2∶1

B.2v(H2)(正) = v(CO)(逆)

C.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

D.混合氣體的密度保持不變

(3)已知在常溫常壓下:

①2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1 275.6 kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1

③H2O(g)===H2O(l) ΔH3=-44.0 kJ·mol-1

寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014江西省鷹潭市下學(xué)期期末質(zhì)量檢測高二化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

下列敘述中不正確的是( )

A.目前,我國城市環(huán)境污染中的大氣污染物主要是SO2、NO2、CO、煙塵

B.凡含有食品添加劑的食物對(duì)人體健康均有害,不可食用

C.利用太陽能等清潔能源代替化石燃料,有利于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境

D.為防止電池中的重金屬等污染土壤和水體,應(yīng)積極開發(fā)廢電池的綜合利用技術(shù)

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014江西省盟校高三第二次聯(lián)考理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

完成下列實(shí)驗(yàn),所選裝置正確的是( )

 

A

B

C

D

實(shí)驗(yàn)

目的

檢查裝置氣密性

實(shí)驗(yàn)室用純堿和稀硫酸制備二氧化碳

用已知濃度的氫氧化鈉溶液測定未知濃度鹽酸

從碘的CCl4溶液中分離出碘

實(shí)驗(yàn)裝置

 

 

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