【題目】甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀(jì)的新型燃料,它清潔、高效、具有優(yōu)良的環(huán)保性能,甲醚是一種無色氣體,具有輕微的醚香味,其燃燒熱為1455 kJmol1 , 甲醚可作燃料電池的燃料.
(1)寫出甲醚燃燒的熱化學(xué)方程式;已知H2(g)和C(s)的燃燒熱分別是285.8kJmol1、393.5kJmol1;計(jì)算反應(yīng)4C(s)+6H2(g)+O2(g)═2CH3OCH3(g)的反應(yīng)熱△H=kJmol1;
(2)工業(yè)上利用H2和CO2合成二甲醚的反應(yīng)如下:6H2(g)+2CO2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H<0
①一定溫度下,在一個(gè)固定體積的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng).下列能判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(選填編號(hào),注意大小寫).
a.c(H2)與c(H2O)的比值保持不變
b.單位時(shí)間內(nèi)有2mol H2消耗時(shí),有1mol H2O生成
c.容器中氣體密度不再改變
d.容器中氣體壓強(qiáng)不再改變
②溫度升高,該化學(xué)平衡移動(dòng)后,達(dá)到新的平衡,CH3OCH3的產(chǎn)率將(填“變大”、“變小”或“不變”,下同).
(3)以甲醚、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)成燃料電池.該電池的負(fù)極反應(yīng)式的其中一個(gè)產(chǎn)物是CO32 , 請(qǐng)寫出該反應(yīng)的負(fù)極反應(yīng)式
(4)用(3)中的燃料電池為電源,以石墨為電極電解500mL NaCl溶液,裝置如圖所示,請(qǐng)寫出電解過程中Y電極附近觀察到的現(xiàn)象是;當(dāng)燃料電池消耗2.8LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí),計(jì)算此時(shí):NaCl溶液中C(OH)=mol/L(假設(shè)溶液的體積不變,氣體全部從溶液中逸出).

【答案】
(1)CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H1=﹣1455kJ/mol;﹣378.8
(2)ad;變小
(3)CH3OCH3+16OH﹣12e=2CO32+11H2O
(4)Y電極附近溶液中有氣體產(chǎn)生,上部分呈黃綠色;1
【解析】解:(1)甲醚的燃燒熱為1455kJ/mol,則燃燒方式的熱化學(xué)方程式為:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H1=﹣1455kJ/mol;
H2(g)和C(s)的燃燒熱分別是285.8kJmol1、393.5kJmol1 , 熱化學(xué)方程式為
①H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=﹣285.8KJ/mol;
②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.5KJ/mol;
③CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H1=﹣1455kJ/mol;
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算①×3+②×2﹣③得到反應(yīng)熱化學(xué)方程式為:2C(s)+3H2(g)+ O2(g)═CH2OCH3(g)△H=﹣169.4kJ/mol;即可得到4C(s)+6H2(g)+O2(g)═2CH2OCH3(g)△H=﹣378.8kJ/mol;
所以答案是:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H1=﹣1455kJ/mol;﹣378.8kJ/mol;(2)①a、在反應(yīng)達(dá)平衡前,c(H2)與c(H2O)的比值在變小,故當(dāng)c(H2)與c(H2O)的比值保持不變時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡,故A選;
b、單位時(shí)間內(nèi)有2mol H2消耗時(shí)一定會(huì)有1mol H2O生成,故不能作為平衡的標(biāo)志,故B不選;
c、本反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物全是氣體,根據(jù)質(zhì)量守恒可知,在反應(yīng)過程中氣體的質(zhì)量一直不變,而又是恒容的容器,即氣體體積不變,故氣體密度ρ= 一直不變,故密度不變不能作為平衡的標(biāo)志,故c不選;
d、此反應(yīng)是個(gè)氣體的物質(zhì)的量有改變的反應(yīng),即在平衡之前,容器中氣體的物質(zhì)的量和壓強(qiáng)在變化,故當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí),說明反應(yīng)達(dá)平衡,故d選.
所以答案是:ad;②反應(yīng)為放熱反應(yīng),故升高溫度,平衡左移,達(dá)到新的平衡,CH3OCH3的產(chǎn)率將變;
所以答案是:變。唬3)原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),甲醚在負(fù)極放電,堿性條件下生成碳酸根與水,電極反應(yīng)式為:CH3OCH3+16OH﹣12e=2CO32+11H2O;
所以答案是:CH3OCH3+16OH12e=2CO23+11H2O;(4)電解池中Y電極為陽極,溶液中氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,現(xiàn)象是冒氣泡,上部溶液呈黃綠色;
當(dāng)燃料電池消耗2.8LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)物質(zhì)的量= =0.125mol,電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e=4OH , 電子轉(zhuǎn)移為0.5mol,陰極電極方程式:2H2O+2e=2 OH+H2 , 所以n(OH)=0.5 mol,c(OH)= =1 mol/L;
所以答案是:Y電極附近溶液中有氣體產(chǎn)生,上部分呈黃綠色;1.
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,掌握狀態(tài)判斷:①v(B)=v(B)②v(C):v(D)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體,且m+n≠x+y,壓強(qiáng)恒定⑤體系顏色不變⑥單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等即可以解答此題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)屬于弱電解質(zhì)的是 ( )

A.氯水B.氯化鋁C.HID.H2SO3

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】固定容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g),圖I表示t℃時(shí)容器中各物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系,圖II表示平衡常數(shù)K隨溫度變化的關(guān)系.結(jié)合圖象判斷,下列結(jié)論正確的是(

A.該反應(yīng)可表示為:2A(g)+B(g)C(g)△H<0
B.t℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=6.25
C.當(dāng)容器中氣體密度不再變化時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D.t℃,在第6 min時(shí)再向體系中充入0.4 mol C,再次達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)大于0.25

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于金屬鈉的敘述中正確的是( )

A. 金屬鈉可以保存在少量水中 B. 金屬鈉是銀白色, 但露置于空氣中會(huì)變暗

C. 鈉在空氣中燃燒生成白色的 Na2O D. 鈉投入CuSO4溶液中可觀察到有紅色物質(zhì)析出

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】夏日的夜晚,常看見兒童手持發(fā)光的“魔棒”在廣場(chǎng)上嬉戲.“魔棒”發(fā)光原理是利用過氧化氫氧化草酸二酯產(chǎn)生能量,該能量被傳遞給熒光物質(zhì)后便發(fā)出熒光,草酸二酯(CPPO)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖.下列有關(guān)說法不正確的是(
A.草酸二酯的分子式為C26H24Cl6O8
B.1 mol草酸二酯與氫氧化鈉稀溶液反應(yīng)(苯環(huán)上鹵素不水解),最多消耗4 mol NaOH
C.該有機(jī)物能發(fā)生加成反應(yīng)、取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)
D.1 mol草酸二酯與氫氣完全反應(yīng),需要?dú)錃? mol

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】天然油脂結(jié)構(gòu)的核心為甘油[HOCH2CH(OH)CH2OH],有一瘦身用的非天然油脂,其結(jié)構(gòu)的核心則為蔗糖(C12H22O11)。該非天然油脂可由直鏈型的不飽和油酸(C17H33COOH)與蔗糖反應(yīng)而得,其反應(yīng)示意圖如下圖所示(注意圖中的反應(yīng)式不完整)。

下列說法正確的是( )

A.蔗糖酯也是高級(jí)脂肪酸的甘油酯,屬于油脂類物質(zhì)

B.該非天然油脂與氫氧化鈉溶液共熱,其水解產(chǎn)物不與溴水反應(yīng)

C.非天然油脂為高分子化合物

D.該蔗糖酯在稀硫酸的作用下水解,最終可生成三種有機(jī)化合物

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各組離子在溶液中能大量共存的是

A. H+、Ca2+、Cl-、CO32-B. Na+Fe3+、OH-SO42-

C. K+、Na+、OH-Cl-D. Cu2+、Ba2+、Cl-SO42-

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列敘述正確的是

A.含氧酸能起氧化作用,無氧酸則不能

B.陽離子只有氧化性,陰離子只有還原性

C.失電子難的原子獲得電子的能力一定強(qiáng)

D.化學(xué)反應(yīng)中,某元素由化合態(tài)變成游離態(tài),此元素可能被氧化,也可能被還原

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】電滲析法是一種利用離子交換膜進(jìn)行海水淡化的方法,工作原理如圖所示.下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(
A.陽極可發(fā)生電極反應(yīng):2Cl﹣2e═Cl2
B.陰極附近溶液的pH減小
C.a膜為陰離子交換膜,b膜為陽離子交換膜
D.I,II分別是淡水、濃海水出口

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案