【題目】甲醇是一種重要的化工原料和新型燃料。
(1)工業(yè)上一般以CO和H2為原料在密閉容器中合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.8 kJ·mol-1。在容積為1 L的恒容容器中,分別研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。下圖是上述三種溫度下H2和CO的起始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1 mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系,則曲線Z對應(yīng)的溫度是________;該溫度下上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為________;
(2)下圖是甲醇燃料電池工作的示意圖,其中A、B、D均為石墨電極,C為銅電極。工作一段時(shí)間后,斷開K,此時(shí)A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。
I.甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式為_________ _______
II.乙中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______ __ ________;A極析出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________________。
III.丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關(guān)系如下圖,則圖中②線表示的是________的變化;反應(yīng)結(jié)束后,要使丙裝置中金屬陽離子恰好完全沉淀,需要________ mL 5.0 mol·L-1 NaOH溶液。
【答案】
(1)270 ℃;4
(2)Ⅰ.CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O
Ⅱ. 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,2H2OO2↑+2H2↑;2.24 L
III.Fe2+;280
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小,所以曲線Z為270℃,
由圖象可知當(dāng)270℃時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為50%,n(H2):n(CO)=1.5,則
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始(mol/L) 1 1.5 0
轉(zhuǎn)化(mol/L) 0.5 1 0.5
平衡(mol/L) 0.5 0.5 0.5
K===4,
故答案為:270℃,4;
(2)Ⅰ.甲醇燃料電池是原電池反應(yīng),甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,
故答案為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
Ⅱ.乙屬于電解裝置,A為陽極、B為陰極,開始時(shí)電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,一段時(shí)間后,當(dāng)銅離子全部參加反應(yīng)后,電解方程式為:2H2OO2↑+2H2↑;工作一段時(shí)間后,斷開K,此時(shí)A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同,分析電極反應(yīng),B為陰極,溶液中銅離子析出,氫離子得到電子生成氫氣,設(shè)生成氣體物質(zhì)的量為X,溶液中銅離子物質(zhì)的量為0.1mol,電極反應(yīng)為:
Cu2++ 2e-=Cu,
0.1mol 0.2mol
2H++2e-=H2↑,
2x x
A電極為陽極,溶液中的氫氧根離子失電子生成氧氣,電極反應(yīng)為:
4OH--4e-=2H2O+O2↑,
4x x
根據(jù)得失電子守恒得到0.2+2x=4x,
x=0.1mol
乙中A極析出的氣體是氧氣,物質(zhì)的量為0.1mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24L,
故答案為:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,2H2OO2↑+2H2↑;2.24L;
Ⅲ.根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽離子的物質(zhì)的量的變化,可知,銅離子從無增多,鐵離子物質(zhì)的量減小,亞鐵離子增加,故①為Fe3+,②為Fe2+,③為Cu2+,由圖可知電子轉(zhuǎn)移為0.4mol,生成Cu2+物質(zhì)的量為0.2mol,陰極電極反應(yīng)Fe3++e-=Fe2+,反應(yīng)結(jié)束后,溶液中有Fe2+為0.5mol,Cu2+為0.2mol,所以需要加入NaOH溶液0.5×2+0.2×2=1.4mol,所以所需NaOH溶液的體積為1.4/5=0.28L=280mL。
故答案為:Fe2+;280
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某無色溶液,只可能含有以下離子中的若干種(忽略水電離產(chǎn)生的H+、OH-):H+、NH4+、K+、Mg2+、Fe3+、Al3+、NO3一、CO32一、SO42-,現(xiàn)取三份100 mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
① 第一份加足量AgNO3溶液后,有白色沉淀產(chǎn)生;
② 第二份加足量BaCl2溶液后,有白色沉淀產(chǎn)生,經(jīng)洗滌、干燥后,沉淀質(zhì)量為4.66 g;
③ 第三份逐滴滴加NaOH溶液,測得沉淀與NaOH溶液的體積關(guān)系如下圖。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),以下推測不正確的是( )
A.依據(jù)電荷守恒,原溶液中NO3-的物質(zhì)的量應(yīng)為0.03 mol
B.原溶液一定不存在H+、Fe3+、CO32-
C.原溶液確定含Mg2+、Al3+、NH4+,且n(Mg2+)∶n(Al3+)∶n( NH4+) = 1∶1∶2
D.實(shí)驗(yàn)所加的NaOH的濃度為2 mol·L-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法不正確的是( )
A.云、煙、霧等均能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象
B.開發(fā)氫能、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等新型能源是踐行低碳生活的有效途徑
C.“光化學(xué)煙霧”、“硝酸型酸雨”的形成都與氮氧化合物有關(guān)
D.用脫硫處理的煤代替原煤作燃料可以有效減少空氣中CO2氣體的含量
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質(zhì))制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O),設(shè)計(jì)了如下流程:下列說法不正確的是
A.溶解燒渣選用足量硫酸,試劑X選用鐵粉
B.固體1中一定含有SiO2,控制pH是為了使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,進(jìn)入固體2
C.從溶液2得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品的過程中,須控制條件防止其氧化和分解
D.若改變方案,在溶液1中直接加NaOH至過量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO4·7H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知2H→H2放出437.6 kJ的熱量,下列說法正確的是( )
A.氫氣分子內(nèi)每個(gè)氫原子都達(dá)到了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
B.1 mol H2的能量比2 mol H的能量低
C.1 mol H2離解成2 mol H要放出437.6 kJ熱量
D.氫原子不如氫分子活潑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知酸性強(qiáng)弱順序?yàn)镠2CO3>>HCO3﹣,下列化學(xué)方程式正確的是( )
A. +H2O+CO2→+NaHCO3
B.2+H2O+CO2→2+Na2CO3
C. +Na2CO3→+H2CO3
D. +Na2CO3→+NaHCO3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)系圖中,A是一種正鹽,B是氣態(tài)氫化物,C是單質(zhì),F(xiàn)是強(qiáng)酸。當(dāng)X無論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿時(shí)都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他反應(yīng)產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去),當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí),過量的B跟Cl2反應(yīng)除生成C外,另一產(chǎn)物是鹽酸鹽。
下列說法中不正確的是( )
A.當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí),A、B、C、D、E、F中均含同一種元素,F(xiàn)可能是H2SO4
B.當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí),A、B、C、D、E、F中均含同一種元素,F(xiàn)是HNO3
C.B和Cl2的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)
D.當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí),C在常溫下是氣態(tài)單質(zhì)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列各組物質(zhì)中,最簡式相同,但既不是同系物,又不是同分異構(gòu)體的是
A.丙烯、環(huán)丙烷 B.甲醛、甲酸甲酯
C.乙烯、1-丁烯 D.乙酸、甲酸甲酯
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)與材料、生活和環(huán)境密切相關(guān)。下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是( )
A.某新型航天服材料主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纖維復(fù)合而成,它是一種新型無機(jī)非金屬材料
B.瑪瑙飾品的主要成分與建筑材料砂子相同
C.明礬凈水時(shí)發(fā)生了化學(xué)及物理變化,能起到凈水作用,而沒有殺菌、消毒的作用
D.醫(yī)用酒精是利用了乙醇的氧化性來殺菌消毒的
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