Ⅰ在催化劑作用下,CO2和H2可以制取甲醇。用工業(yè)廢氣中的可制取甲醇,其反應(yīng)為:CO2+3H2CH3OH+H2O 常溫常壓下已知下列反應(yīng)的能量變化如圖示:

寫出由二氧化碳和氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式:                              。
Ⅱ硼氫化鈉(NaBH4)是有機(jī)合成中的重要還原劑。最新研究發(fā)現(xiàn),以NaBH4和H2O2為原料,NaOH溶液作電解質(zhì)溶液,可以設(shè)計(jì)成全液流電池,其工作原理如圖所示,假設(shè)電池工作前左右兩槽溶液的體積各為1L,回答下列問(wèn)題:

(1)電極b為           (填“正極”或“負(fù)極”),電極a上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為                                     。
(2)電池工作時(shí),Na+     極(填“a”或“b”)移動(dòng),當(dāng)左槽產(chǎn)生0.0125molBO2離子時(shí),右槽溶液pH=           
(3)用該電池電解一定濃度的CuSO4溶液至無(wú)色后繼續(xù)電解一段時(shí)間。斷開電路,向溶液中加入0.1molCu(OH)2,溶液恢復(fù)到電解之前狀態(tài),則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為_________

ⅠCO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H20(l) △H=-50kJ/mol
Ⅱ.(1)正     BH4-+8OH- -8e- =BO2- +6H2O   (2)b     13     (3)0.4NA

解析試題分析:Ⅰ如圖所示可以得出兩個(gè)熱化學(xué)方程式:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol;2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l)  △H=-510kJ/mol;根據(jù)蓋期定律,用后面的方程式減去前者方程式可得:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H20(l) △H=-50kJ/mol。(1)正極電極反應(yīng)式為H2O2+2e-=2OH-,故電極b為正極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成BO2-,電極a反應(yīng)式為BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O。(2)原電池工作時(shí),陽(yáng)離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng),則Na+從a極區(qū)移向b極區(qū)。當(dāng)左槽產(chǎn)生0.0125molBO2離子時(shí),根據(jù)電子守恒,右槽生成氫氧根離子0.1mol,右槽溶液pH=13。(3)根據(jù)電子守恒原理,用該電池電解一定濃度的CuSO4溶液至無(wú)色后繼續(xù)電解一段時(shí)間。電解方程式為:2CuSO4 + 2H2O =" 2Cu" + O2 + 2H2SO4 ,向溶液中加入0.1molCu(OH)2,溶液恢復(fù)到電解之前狀態(tài),說(shuō)明有0.1mol硫酸生成,則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.2mol。
考點(diǎn):本題考查原電池工作原理,涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書寫等問(wèn)題,做題時(shí)注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負(fù)極以及電極方程式的書寫,本題中難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)為電極方程式的書寫,注意化合價(jià)的變化。

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:填空題

為減小和消除過(guò)量CO2對(duì)環(huán)境的影響,一方面世界各國(guó)都在限制其排放量,另一方面科學(xué)家加強(qiáng)了對(duì)CO2創(chuàng)新利用的研究。
(1)最近有科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想:先把空氣吹入飽和碳酸鉀溶液,然后再把CO2從溶液中提取出,并使之變?yōu)榭稍偕剂霞状。“綠色自由”構(gòu)想技術(shù)流程如下:

寫出分解池中反應(yīng)的化學(xué)方程式        。在合成塔中,當(dāng)有4.4 kg CO2與足量H2
完全反應(yīng),可放出熱量4947 kJ,寫出合成塔中反應(yīng)的熱化學(xué)方程式           。   
(2)以CO2為碳還可以制備乙醇,反應(yīng)如下:
2CO2(g) + 6H2(g)= CH3CH2OH(g) + 3H2O(g) △H=-173.6kJ/mol
寫出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式        
(3)某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理,設(shè)計(jì)如圖所示的電池裝置。

①該電池正極的電極反應(yīng)為     。
②工作一段時(shí)間后,測(cè)得溶液的pH減小,該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為       。當(dāng)電子轉(zhuǎn)移     mol時(shí),參加反應(yīng)的氧氣的體積是6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
(4)以甲醇為燃料還可制作新型燃料電池,電池的正極通入O2,負(fù)極通入甲醇,用熔融金屬氧化物MO作電解質(zhì)(可傳導(dǎo)O2)。該電池負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是     ;放電時(shí),O2移向電池的   (填“正”或“負(fù)”)極。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

二甲醚(CH3OCH3)是無(wú)色氣體,可作為一種新型能源,由合成氣(組成為H2、CO、和少量CO2)直接制備二甲醚,其中主要過(guò)程包括以下四個(gè)反應(yīng)(均為可逆反應(yīng)):
①CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH(g)                                 △H1=—90.1 kJ·mol-1
②CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g)                     △H2=—49.0 kJ·mol-1
水煤氣變換反應(yīng)③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g)            △H3=—41.1 kJ·mol-1
二甲醚合成反應(yīng)④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)         △H4=—24.5 kJ·mol-1
(1)由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學(xué)方程式為                            。
(2)一定溫度下,在恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①,下列描述能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)的是             
a.容器中氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
b.容器中氣體密度保持不變 
c.CH3OH(g)濃度保持不變
d.CH3OH(g)的消耗速率等于H2 (g)的消耗速率
(3)一定溫度下,將8mol CH3OH(g)充入5L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)④,一段時(shí)間后到達(dá)平衡狀態(tài),反應(yīng)過(guò)程中共放出49kJ熱量,則CH3OH(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為       ,該溫度下,平衡常數(shù)K=             ;該溫度下,向容器中再充入2mol CH3OH(g),對(duì)再次達(dá)到的平衡狀態(tài)的判斷正確的是             
a.CH3OH(g)的平衡轉(zhuǎn)化率減小
b.CH3OCH3 (g)的體積分?jǐn)?shù)增大
c.H2O(g)濃度為0.5mol·L-1
d.容器中的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的1.25倍
(4)二甲醚—氧氣燃料電池具有啟動(dòng)快,效率高等優(yōu)點(diǎn),其能量密度高于甲醇燃料電池,若電解質(zhì)為酸性,二甲醚—氧氣燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為                             ;消耗2.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣時(shí),理論上流經(jīng)外電路的電子       mol

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

臭氧可用于凈化空氣、飲用水消毒、處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。
(1)臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)。如:
6Ag(s)+O3(g)= 3Ag2O(s);        △H=-236kJ·mol-1,
已知:2Ag2O(s)= 4Ag(s)+O2(g);        △H=" +62" kJ·mol-1,
則O3轉(zhuǎn)化為O2的熱化學(xué)方程式為________________________________________________。
(2)臭氧在水中易分解,臭氧的濃度減少一半所需的時(shí)間如下表所示。

由上表可知pH增大能加速O3分解,表明對(duì)O3分解起催化作用的是__________(填微粒符號(hào))。
(3)電解法臭氧發(fā)生器具有臭氧濃度高、成分純凈、在水中溶解度高的優(yōu)勢(shì),在醫(yī)療、食品加工與養(yǎng)殖業(yè)及家庭方面具有廣泛應(yīng)用前景?茖W(xué)家P.Tatapudi等人首先使用在酸性條件下電解水的方法制得臭氧。
臭氧在陽(yáng)極周圍的水中產(chǎn)生,其電極反應(yīng)式為_______________________;陰極附近的氧氣則生成過(guò)氧化氫,其電極反應(yīng)式為_______________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

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“<”)。
②某溫度下,將2 mol CO和6 mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)= 0.2 mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為        ,此時(shí)的溫度為        (從上表中選擇)。
(2)已知在常溫常壓下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l)  ΔH1=-1451.6kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)  ΔH2=-566.0kJ/mol
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:                       
(3)某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理,設(shè)計(jì)如圖所示的電池裝置:

①該電池的能量轉(zhuǎn)化形式為              。
②該電池正極的電極反應(yīng)為              
③工作一段時(shí)間后,測(cè)得溶液的pH減小,則該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為            。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

(1)在298K時(shí),1molCH4在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水,放出熱量890.0 kJ。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                         ,F(xiàn)有CH4和CO的混合氣體0.75mol,完全燃燒后,生成CO2氣體和18克液態(tài)水,并放出515kJ熱量,則CH4和CO的物質(zhì)的量分別為       、      mol.
(2)利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池:用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液,多孔石墨做電極,在電極上分別通入甲烷和氧氣。通入甲烷氣體的電極應(yīng)為     極(填寫“正”或“負(fù)”),該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是      (填字母代號(hào))。
a. CH4—e- + 2O2 ="=" CO2 + 2H2O   
b. CH4—8e- + 10OH- ="=" CO32- + 7H2O
c. O2 + 2H2O + 4 e- ="=" 4OH-  
d. O2—4 e- + 4H+ ="=" 2H2O
(3)在如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中,石墨棒上的電極反應(yīng)式為                ;如果起始時(shí)盛有1000mL pH=5的硫酸銅溶液(25℃,CuSO4足量),一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?,此時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是                     ;若要使溶液恢復(fù)到起始濃度(溫度不變,忽略溶液體積的變化),可向溶液中加入      (填物質(zhì)名稱),其質(zhì)量約為      

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

過(guò)度排放CO2會(huì)造成“溫室效應(yīng)”,為了減少煤燃燒對(duì)環(huán)境造成的污染,煤的氣化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑。煤綜合利用的一種途徑如圖所示。

(1)已知①C(s) + H2O(g) = CO(g)+H2(g)      ΔH1=+131.3 kJ·mol-1
②C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g) ΔH2=+90 kJ·mol-1
則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是   ________________________,
(2)用下圖原電池裝置可以完成過(guò)程⑤的轉(zhuǎn)化,該裝置b電極的電極反應(yīng)式是_______________________。

(3)在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件下,容積為V L的密閉容器中a mol CO與2a mol H2在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示,則:

①p1________p2(填“>”、“<”或“=”)。
②在其他條件不變的情況下,向容器中再增加a mol CO與2a mol H2,達(dá)到新平衡時(shí),CO的平衡轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
③在p1下,100 ℃時(shí),CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)為________(用含a、V的代數(shù)式表示)。
(4)如圖表示CO2與H2反應(yīng)生成CH3OH和H2O的過(guò)程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化:

關(guān)于該反應(yīng)的下列說(shuō)法中,正確的是________(填編號(hào))。
A.ΔH>0,ΔS>0              B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS<0              D.ΔH<0,ΔS>0
(5)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),測(cè)得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示:

①?gòu)姆磻?yīng)開始到平衡,CO2的平均反應(yīng)速率v(CO2)=________。
②下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是________(填編號(hào))。
A.升高溫度             B.將CH3OH(g)及時(shí)液化移出
C.選擇高效催化劑       D.再充入1 mol CO2和3 mol H2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

(1) 8g液態(tài)的CH3OH在氧氣中完全燃燒,生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放出Q kJ的熱量。試寫出液態(tài)CH3OH燃燒熱的熱化學(xué)方程式                             。
(2)在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,破壞舊化學(xué)鍵需要吸收能量,形成新化學(xué)鍵又會(huì)釋放能量。

化學(xué)鍵
H—H
N—H
N≡N
鍵能/kJ·mol-1
436
391
945
已知反應(yīng)N2+3H2=2NH3 ΔH=a KJ/mol。
試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計(jì)算a的數(shù)值為:               。
(3)已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)  ΔH1=-393.5 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH2=-571.6 kJ/mol
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)  ΔH3=-2599 kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
                                                          

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

(1)CH4(g )+2O2(g )=CO2(g )+2H2O(g )    ΔH=-802.3kJ/mol
該熱化學(xué)反應(yīng)方程式的意義是_____________________________________。
(2)已知2g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出Q kJ的熱量,寫出表示乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方
程式:____________________________________________________________.
(3)已知拆開1mol H-H鍵,1mol N-H鍵,1mol 鍵分別需要的能量是436kJ、391KJ、946kJ,則N2與H2反應(yīng)生成1mol NH3(g)的熱化學(xué)方程式是___________________.
(4)依據(jù)蓋斯定律可以對(duì)某些難以通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。
已知:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)       ΔH=-393.5kJ/mol   ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)               ΔH=-571.6kJ/mol   ②
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)   ΔH=-2599kJ/mol   ③
根據(jù)蓋斯定律,計(jì)算298K時(shí)由C(石墨,s)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反應(yīng)的焓變:
____________________________.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案