(12分)甲醇是一種新型的汽車動力燃料,工業(yè)上可通過CO和H2化合制備甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ⊿H 已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵 |
C—C |
C—H |
H—H |
C—O |
C≡O(shè) |
H—O |
鍵能/kJ·mol-1 |
348 |
413 |
436 |
358 |
1072 |
463 |
請回答下列問題:
(1)已知CO中的C與O之間為叁鍵連接,該反應(yīng)的⊿H= ;
(2)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成甲醇的反應(yīng),在容積固定為2L的密閉容器內(nèi)充入1molCO和2molH2,加入合適催化劑(體積可以忽略不計)后在250°C開始反應(yīng),并用壓力計監(jiān)測容器內(nèi)壓強的變化如下:
反應(yīng)時間/min |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
壓強/MPa |
12.6 |
10.8 |
9.5 |
8.7 |
8.4 |
8.4 |
則從反應(yīng)開始到20min時,以CO表示的平均反應(yīng)速率= ,該溫度下平衡常數(shù)K= ,若升高溫度則K值 (填“增大”、“減小”或“不變”);
(3)下列描述中能說明上述反應(yīng)已達平衡的是 ;
A、容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
B、2v(H2)正=v(CH3OH)逆
C、容器中氣體的壓強保持不變
D、單位時間內(nèi)生成nmolCO的同時生成2nmolH2
(4)甲醇-空氣燃料電池(DMFC)是一種高效能、輕污染電動汽車的車載電池,其工作原理示意圖如右,該燃料電池的電池反應(yīng)式為2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l),則負極的電極反應(yīng)式為 。
(1)-116 kJ·mol-1;(無單位得1分,下同) (2)0.0125mol/(L·min),4,減小
(3)AC(單選A或C得1分) (4)2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+
【解析】(1)反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值,所以根據(jù)鍵能可知,該反應(yīng)的反應(yīng)熱是1072kJmol+2×436kJ/mol-3×413kJ/mol-358kJ/mol-463kJ/mol=-116kJ/mol。
(2)根據(jù)方程式可知 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始量(mol) 1 2 0
轉(zhuǎn)化量(mol) x 2x x
平衡量(mol) 1-x 2-2x x
所以有,解得x=0.5mol
所以CO的反應(yīng)速率是
平衡常數(shù)K=
正反應(yīng)是放熱反應(yīng),則升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以平衡常數(shù)減小。
(3)在一定條件下,當可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。由于反應(yīng)是體積減小的,所以氣體的壓強是減小的,而氣體的平均相對分子質(zhì)量是增大的,因此AC正確;B中反應(yīng)速率的方向相反,但不能滿足反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比,B不正確;D中反應(yīng)速率的方向是相同的,不正確,答案選AC。
(4)原電池中負極是失去電子的,所以甲醇在負極通入。由于離子交換膜允許氫離子通過,所以負極反應(yīng)式是2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
常溫 |
1 |
2 |
1 |
2 |
化學(xué)鍵 | C-C | C-H | H-H | C-O | C≡O(shè) | H-O |
鍵能/kJ?mol-1 | 348 | 413 | 436 | 358 | 1072 | 463 |
3 |
2 |
3 |
2 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
1 |
2 |
化學(xué)鍵 | C-C | C-H | H-H | C-O | C≡O(shè)(CO) | H-O |
鍵能/kJ?mol-1 | 348 | 413 | 436 | 358 | 1072 | 463 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解
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2 |
1 |
2 |
化學(xué)鍵 | C-C | C-H | H-H | C-O | C≡O(shè) | H-O |
鍵能/kJ?mol-1 | 348 | 413 | 436 | 358 | 1072 | 463 |
3 |
2 |
c(CH3OH) |
c(CO)×c2(H2) |
c(CH3OH) |
c(CO)×c2(H2) |
3 |
2 |
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科目:高中化學(xué) 來源:2013屆浙江省溫州市十校聯(lián)合體高三上學(xué)期期初考試化學(xué)試卷(帶解析) 題型:填空題
(12分)甲醇是一種新型的汽車動力燃料,工業(yè)上可通過CO和H2化合制備甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ⊿H 已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵 | C—C | C—H | H—H | C—O | C≡O(shè) | H—O |
鍵能/kJ·mol-1 | 348 | 413 | 436 | 358 | 1072 | 463 |
反應(yīng)時間/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
壓強/MPa | 12.6 | 10.8 | 9.5 | 8.7 | 8.4 | 8.4 |
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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014學(xué)年江西省七校高三上學(xué)期第一次聯(lián)考理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題
(Ⅰ)甲醇是一種新型的汽車動力燃料,工業(yè)上可通過CO和H2化合制備甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H
已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵 |
C—C |
C—H |
H—H |
C—O |
C≡O(shè) |
H—O |
鍵能/kJ·mol-1 |
348 |
413 |
436 |
358 |
1072 |
463 |
請回答下列問題:
(1)已知CO中的C與O之間為叁鍵連接,該反應(yīng)的△H= ;
(2)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成甲醇的反應(yīng),在容積固定為2L的密閉容器內(nèi)充入1molCO和2molH2,加入合適催化劑(體積可以忽略不計)后在250°C開始反應(yīng),并用壓力計監(jiān)測容器內(nèi)壓強的變化如下:
反應(yīng)時間/min |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
壓強/MPa |
12.6 |
10.8 |
9.5 |
8.7 |
8.4 |
8.4 |
則從反應(yīng)開始到20min時,以CO表示的平均反應(yīng)速率= ,該溫度下平衡常數(shù)K= ,若升高溫度則K值 (填“增大”、“減小”或“不變”);
(3)下列描述中能說明上述反應(yīng)已達平衡的是 ;
A.2v(H2)正=v(CH3OH)逆
B.容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
C.容器中氣體的壓強保持不變
D.單位時間內(nèi)生成nmolCO的同時生成2nmolH2
(Ⅱ)回答下列問題:
(1)體積均為100ml pH=2的CH3COOH與一元酸HX,加水稀釋過程中pH與溶液體積的關(guān)系如圖所示,則Ka(HX) ______ Ka(CH3COOH)(填>、<或=)
(2)25℃時,CH3COOH與CH3COONa的混合溶液,若測得pH=6,則溶液中C(CH3COO−)-c(Na+)=____________mol·L-1(填精確值)。
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