10.
(1)CCS技術(shù)是將工業(yè)和有關(guān)能源產(chǎn)業(yè)中所生產(chǎn)的CO2進(jìn)行捕捉與封存的技術(shù),被認(rèn)為是拯救地球、應(yīng)對(duì)全球氣候變化最重要的手段之一.其中一種以天燃?xì)鉃槿剂系摹叭紵安东@系統(tǒng)”的簡(jiǎn)單流程圖如圖甲所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出).回答下列問(wèn)題:
CH4在催化劑作用下實(shí)現(xiàn)第一步,也叫CH4不完全燃燒,1gCH4不完全燃燒反應(yīng)放出2.21kJ熱量,寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=-70.72 kJ•mol-1
(2)甲醇是一種可再生能源,具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上可用(1)轉(zhuǎn)化中得到的合成氣制備甲醇.反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)某溫度下,在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng),其相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)如圖乙:
①根據(jù)上圖計(jì)算,從反應(yīng)開(kāi)始到tmin時(shí),用H2濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)=$\frac{1}{5t}$mol/(L•min)
②t min至2tmin時(shí)速率變化的原因可能是反應(yīng)受熱或使用了催化劑;
③3tmin時(shí)對(duì)反應(yīng)體系采取了一個(gè)措施,至4tmin時(shí)CO的物質(zhì)的量為0.5mol,請(qǐng)完成圖乙CO的曲線.
(3)某同學(xué)按圖丙所示的裝置用甲醇燃料電池(裝置Ⅰ)進(jìn)行電解的相關(guān)操作,以測(cè)定銅的相對(duì)原子質(zhì)量,其中c電極為銅棒,d電極為石墨,X溶液為500mL0.4mol/L硫酸銅溶液.當(dāng)裝置Ⅱ中某電極上收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體V1mL時(shí),另一電極增重mg(m<12.8).
①裝置Ⅰ中、H+向a極(填“a”或“b”)移動(dòng);b電極上發(fā)生的反應(yīng)為CH3OH-6eˉ+H2O=CO2+6H+
②銅的相對(duì)原子質(zhì)量的表達(dá)式為$\frac{11200m}{{V}_{{\;}_{1}}}$(用m和V1的代數(shù)式表示).

分析 (1)根據(jù)流程圖可知甲烷不完全燃燒生成一氧化碳和氫氣,依據(jù)熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方法寫(xiě)出,標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)焓變;
(2)①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$進(jìn)行計(jì)算;
②反應(yīng)速率加快,而且在t的時(shí)刻,達(dá)平衡狀態(tài)進(jìn)行分析求解;
③平衡正向移動(dòng),是增加CO的量導(dǎo)致平衡正向移動(dòng);
(3)①由裝置II中某電極上收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體V1mL時(shí),另一電極增重mg可知,d極為陽(yáng)極,而c極為陰極;
②根據(jù)陽(yáng)極產(chǎn)生氣體的體積,求出整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,然后銅的相對(duì)原子質(zhì)量.

解答 解:(1)根據(jù)流程圖可知甲烷不完全燃燒生成一氧化碳和氫氣,1gCH4燃燒生成一氧化碳和氫氣放熱2.21kJ,16g甲烷燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量16×2.21kJ=35.36KJ,16g甲烷為1mol,則甲烷不完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=-70.72 kJ•mol-1,
故答案為:2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=-70.72 kJ•mol-1;
(2)①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{2-1.6}{2}}{t}$=$\frac{1}{5t}$mol/(L•min),故答案為:$\frac{1}{5t}$mol/(L•min);
②反應(yīng)速率加快,而且在t的時(shí)刻,達(dá)平衡狀態(tài),可能是反應(yīng)受熱或使用了催化劑,故答案為:反應(yīng)受熱或使用了催化劑;
③平衡正向移動(dòng),是增加CO的量導(dǎo)致平衡正向移動(dòng),所以圖象為:,故答案為:

(3)①由裝置II中某電極上收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體V1mL時(shí),另一電極增重mg可知,d極為陽(yáng)極,而c極為陰極,所以與d極相連的a極為正極,原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng),b電極為負(fù)極是燃料發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)方程式為:CH3OH-6eˉ+H2O=CO2+6H+,故答案為:a、CH3OH-6eˉ+H2O=CO2+6H+
②整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為:$\frac{1{0}^{-3}×V1}{22.4}$,所以生成銅的物質(zhì)的量為:$\frac{{V}_{1}}{11200}$,所以銅的相對(duì)原子質(zhì)量的表達(dá)式為$\frac{11200m}{{V}_{{\;}_{1}}}$,故答案為:$\frac{11200m}{{V}_{{\;}_{1}}}$.

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)熱、平衡的移動(dòng)和電化學(xué)的相關(guān)知識(shí),綜合性強(qiáng),比較有難度.

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:選擇題

8.A,B,C,D,E為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,A與C,B與D分別同主族,且A,C元素的質(zhì)子數(shù)之和是B、D元素質(zhì)子數(shù)之和的一半,下列判斷不正確的是(  )
A.原子半徑大小順序:C>D>B>A
B.由B和C元素組成的化合物,可以既含有離子鍵,又含共價(jià)鍵
C.元素B、D、E分別與A形成的化合物中,熔沸點(diǎn)最高的是B與A形成的化合物
D.元素D與C形成的化合物在空氣中長(zhǎng)期放置不易變質(zhì)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

1.油脂是高級(jí)脂肪酸甘油酯,在工業(yè)上用途廣泛.
(1)以硬脂酸甘油酯為例寫(xiě)出油脂的皂化反應(yīng)方程式為+3NaOH→3C17H35COONa+
(2)從皂化反應(yīng)后的溶液中提取肥皂和甘油的過(guò)程如下:

加入食鹽顆粒后,液體表面析出白色固體,則食鹽的作用是降低高級(jí)脂肪酸鈉鹽的溶解度.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

18.由短周期非金屬元素X和元素Y組成的化合物Y2X3,已知X的原子序數(shù)為n,則Y的原子序數(shù)不可能是( 。
A.n-3B.n-1C.n+5D.n+2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

5.G、Q、X、Y、Z五種物質(zhì)均為氯的含氧化合物,現(xiàn)在不了解它們的化學(xué)式,但知道它們?cè)谝欢l件下具有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(未配平)
(1)G→Q+NaCl
(2)Q+H20$\stackrel{電解}{→}$X+H2
(3)Y+NaOH→G+Q+H2O
(4)Z+NaOH→X+Q+H2O
這五種化合物中氯的化合價(jià)由低到高的順序是( 。
A.Q G Z Y XB.Z X G Y QC.G Y Z Q XD.G Y Q Z X

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

15.下列變化需要加入氧化劑才能實(shí)現(xiàn)的是( 。
A.H2→H2OB.H+→H2C.HClO→HClD.ClO3-→Cl-

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

2.一定溫度下,在2L容器中加入2mol SO2和3mol O2,經(jīng)過(guò)10min反應(yīng)達(dá)平衡,有1.5mol SO2發(fā)生了反應(yīng),試填寫(xiě)下列空白:
(1)達(dá)到平衡時(shí),O2的物質(zhì)的量濃度為1.125mol/L,用SO3表達(dá)該反應(yīng)在10分鐘內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.075mol/L•min-1;
(2)平衡體系中SO3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程).

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

19.下列物質(zhì)的變化過(guò)程中,有共價(jià)鍵明顯被破壞的是( 。
①I(mǎi)2升華 
②NaCl顆粒被粉碎 
③HCl溶于水得鹽酸 
④從NH4HCO3中聞到了刺激性氣味.
A.①②B.②③C.①④D.③④

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

20.幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)如表:
元素代號(hào)XYZMRQ
原子半徑(×10 -10m)1.860.991.431.600.750.74
主要化合價(jià)最高正價(jià)+1+7+3+2+5--
最低負(fù)價(jià)---1------3-2
已知,X、Y、Z和M下列說(shuō)法正確的是( 。
A.X、Z、M的最簡(jiǎn)單離子半徑大小為X>M>Z
B.X、Z、R的最高價(jià)氧化物的水化物之間不可兩兩相互反應(yīng)
C.R的氫化物比Q的氫化物沸點(diǎn)高、更穩(wěn)定
D.Y的氫化物的水溶液可用于雕刻玻璃

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案