【題目】天然氣、可燃冰、頁(yè)巖氣、沼氣的主要成分都是甲烷,甲烷既是一種清潔能源,也是一種重要的化工原料。
(1)以甲烷為主要原料可生產(chǎn)合成氣(CO和H2)。
已知:①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-802.3 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
ΔH=-41.0 kJ·mol-1
③2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-566.0 kJ·mol-1
則反應(yīng)CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)的ΔH=__________________。
(2)以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑,可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸,反應(yīng)方程式為CO2(g)+CH4(g) CH3COOH(g)。
①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖1所示。250~300 ℃時(shí),溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_________________________。
②為了提高該反應(yīng)中CH4的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是______________________(寫出一條即可)。
(3)甲烷燃料電池是一種新型電池。如圖2所示,裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液),通過裝置Ⅱ可實(shí)現(xiàn)鐵棒上鍍銅。
①電極b上的電極反應(yīng)式是______________________。
②電鍍結(jié)束后,裝置Ⅰ中溶液的pH________(填“變大”、“變小”或“不變”,下同),裝置Ⅱ中Cu2+的物質(zhì)的量濃度______________。
③若完全反應(yīng)后,裝置Ⅱ中陰極質(zhì)量增加12.8 g,則裝置Ⅰ中理論上消耗的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。
【答案】(1)+247.7 kJ·mol-1
(2)①溫度超過250 ℃時(shí),催化劑的催化效率降低 ②縮小容器體積(增大壓強(qiáng))或增大CO2的濃度(答出一條即可)
(3)①O2+2H2O+4e-===4OH- ②變小 不變 ③2.24
【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律,將①+②×2-③×2得目標(biāo)方程式,其ΔH=(-802.3-41.0×2+566.0×2) kJ·mol-1=+247.7 kJ·mol-1。
(2)①溫度超過250 ℃時(shí),催化劑的催化效率降低,導(dǎo)致反應(yīng)速率降低。②CO2(g)+CH4(g) CH3COOH(g)是氣體物質(zhì)的量減少的反應(yīng),縮小容器體積(增大壓強(qiáng)),平衡正向移動(dòng),CH4的轉(zhuǎn)化率增大。增大CO2的濃度也可使平衡正向移動(dòng),提高CH4的轉(zhuǎn)化率。
(3)①在鐵棒上鍍銅時(shí),銅棒是陽(yáng)極,鐵棒是陰極,與銅棒相連的電極是電源的正極,與鐵棒相連的電極是電源的負(fù)極,故a為負(fù)極,通入甲烷,b為正極,通入氧氣,氧氣在堿性條件下得電子生成OH-。②該甲烷燃料電池的總反應(yīng)為CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O,故電鍍結(jié)束后,裝置Ⅰ中溶液的pH減;電鍍池中,陽(yáng)極銅溶解,陰極析出銅,溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度不變。③裝置Ⅱ中陰極增加的質(zhì)量是Cu的質(zhì)量,n(Cu)=0.2 mol,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子,根據(jù)電子得失守恒,可知理論上應(yīng)消耗0.1 mol O2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24 L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在恒容密閉容器中存在下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。CO2(g)的平衡物質(zhì)的量濃度c(CO2)與溫度T的關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是
A. 反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的 ΔH>0
B. 在T2時(shí),若反應(yīng)處于狀態(tài)D,則一定有ν正<ν逆
C. 平衡狀態(tài)A與C相比,平衡狀態(tài)A的c(CO)小
D. 若T1、T2時(shí)的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1<K2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-196.6kJmol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=-113.0kJmol-1
則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的△H=______kJmol-1.
(2)一定條件下,將NO2與SO2以物質(zhì)的量比為1:2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______。[不考慮N2O4(g)2NO2(g)的轉(zhuǎn)化]
a.體系壓強(qiáng)保持不變 b.混合氣體顏色保持不變
c.SO3和NO的體積比保持不變 d.每消耗1mol SO3的同時(shí)生成1mol NO2
(3)測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2物質(zhì)的量比為1:6,則平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】膳食纖維具有突出的保健功能,稱為人體的“第七營(yíng)養(yǎng)素”。木質(zhì)素是一種非糖類膳食纖維,其單體之一是芥子醇,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。下列有關(guān)芥子醇的說法正確的是
A. 芥子醇的分子式中有一種含氧官能團(tuán)
B. 芥子醇分子中所有碳原子不可能在同一平面上
C. 芥子醇能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),且1mol芥子醇能夠與3 mol的Br2水反應(yīng)
D. 芥子醇能發(fā)生的反應(yīng)類型有氧化、取代、加成
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有下列物質(zhì),正鹽:鉀鹽、鈉鹽、銨鹽、鋇鹽;酸:鹽酸、硝酸、醋酸、稀硫酸.在水溶液中符合離子方程式:2H++CO32﹣= CO2↑+H2O的化學(xué)反應(yīng)的組合共有( )
A.6個(gè) B.9個(gè) C.12個(gè) D.15個(gè)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】經(jīng)分析,某物質(zhì)只含有一種元素,則該物質(zhì)( 。
A.一定是純凈物
B.可能是化合物
C.一定是混合物
D.可能是純凈物,也可能是混合物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)火箭的第一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)中,所用的燃料為偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼來制備。
①用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。
已知:N2(g)+2O2(g)===N2O4(g)
ΔH=+10.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-543 kJ·mol-1
寫出氣態(tài)肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: ___________________。
②已知四氧化二氮在大氣中或在較高溫度下很難穩(wěn)定存在,它很容易轉(zhuǎn)化為二氧化氮。試推斷出二氧化氮制取四氧化二氮的反應(yīng)條件(或措施):___________________________。
(2)科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池,其效率更高,可用于航空航天。如圖1所示裝置中,以稀土金屬材料作惰性電極,在兩極上分別通入CH4和空氣,其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2固體,它在高溫下能傳導(dǎo)陽(yáng)極生成的O2-離子(O2+4e-===2O2-)。
①c電極的名稱為________,d電極上的電極反應(yīng)式為_________________________。
②如圖2所示為電解100 mL 0.5 mol·L-1CuSO4溶液,a電極上的電極反應(yīng)式為____________________。若a電極產(chǎn)生56 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,則所得溶液的pH=________(不考慮溶液體積變化),若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),可加入________(填序號(hào))。
a.CuO b.Cu(OH)2
c.CuCO3 d.Cu2(OH)2CO3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列電離方程式錯(cuò)誤的是 ( )
A.NaHCO3 = Na++H++CO32- B.NaHSO4 = Na++H++SO42-
C.Mg(NO3)2 = Mg2++2NO3- D.Na2SO4 = 2Na++SO42-
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