1+α2=1E.該反應(yīng)若生成1molCH3OH.則放出kJ熱量Ⅲ.以甲烷為燃料的新型電池.其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池.目前得到廣泛的研究.如圖是目前研究較多的一類(lèi)固體氧化物燃料電池工作原理示意圖.回答下列問(wèn)題:(6)B極上的電極反應(yīng)式為 ,(7)若用該燃料電池做電源.用石墨做電極電解100mL1mol/L的硫酸銅溶液.當(dāng)兩極收集到的氣體體積相等時(shí).理論上消耗的甲烷的體積為 .">

【題目】我國(guó)是個(gè)鋼鐵大國(guó),鋼鐵產(chǎn)量為世界第一,高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法。

I.已知反應(yīng)Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H=-23.5kJmol-1,該反應(yīng)在1000℃的平衡常數(shù)等于4。在一個(gè)容積為10L的密閉容器中,1000℃時(shí)加入FeFe2O3、COCO21.0mol,應(yīng)經(jīng)過(guò)l0min后達(dá)到平衡。

(1)CO的平衡轉(zhuǎn)化率=__

(2)欲提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)Fe2O3的轉(zhuǎn)化,可采取的措施是__;

a.提高反應(yīng)溫度

b.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)

c.選取合適的催化劑

d.及時(shí)吸收或移出部分CO2

e.粉碎礦石,使其與平衡混合氣體充分接觸

Ⅱ.高爐煉鐵產(chǎn)生的廢氣中的CO可進(jìn)行回收,使其在一定條件下和H2反應(yīng)制備甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題:

(3)從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(H2)=___;

(4)已知?dú)錃獾娜紵裏?/span>286kJ/mol,請(qǐng)寫(xiě)出甲醇?xì)怏w不充分燃燒的熱化學(xué)方程式___;

(5)若在溫度和容器相同的三個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

容器

反應(yīng)物投入的量

反應(yīng)物的

轉(zhuǎn)化率

CH3OH

的濃度

能量變化(Q1、Q2、Q3均大于0)

1molCO2molH2

α1

c1

放出Q1kJ熱量

1molCH3OH

α2

c2

吸收Q2kJ熱量

2molCO4molH2

α3

c3

放出Q3kJ熱量

則下列關(guān)系正確的是___。

A.c1=c2 B.2Q1=Q3 C.2α13 D.α/span>12=1

E.該反應(yīng)若生成1molCH3OH,則放出(Q1+Q2)kJ熱量

Ⅲ.以甲烷為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池,目前得到廣泛的研究,如圖是目前研究較多的一類(lèi)固體氧化物燃料電池工作原理示意圖;卮鹣铝袉(wèn)題:

(6)B極上的電極反應(yīng)式為___;

(7)若用該燃料電池做電源,用石墨做電極電解100mL1mol/L的硫酸銅溶液,當(dāng)兩極收集到的氣體體積相等時(shí),理論上消耗的甲烷的體積為__(標(biāo)況下)。

【答案】60% d 0.15mol/(Lmin) CH3OH(g)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g) △H=-481kJ/mol ADE CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O 1.12L

【解析】

I.(1)設(shè)消耗CO的物質(zhì)的量是xmol,根據(jù)三段式,根據(jù)平衡常數(shù)的計(jì)算公式列方程,求出x;最后根據(jù)轉(zhuǎn)化率的公式進(jìn)行計(jì)算;

(2)結(jié)合反應(yīng)的特點(diǎn),根據(jù)影響平衡移動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行分析;

Ⅱ.(3)根據(jù)圖像可知反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),生成甲醇的濃度是0.75mol/L,則根據(jù)方程式可知消耗氫氣的濃度是1.5mol/L,據(jù)此可以計(jì)算出所氫氣的反應(yīng)速率;

(4) 根據(jù)氫氣的燃燒熱286kJ/mol,可得氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式;由圖可得出CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H,然后結(jié)合目標(biāo)方程式,根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算;

(5)結(jié)合反應(yīng)特點(diǎn),根據(jù)等效平衡規(guī)律進(jìn)行分析;

Ⅲ.(6)B電極通入甲烷轉(zhuǎn)化為CO2,這說(shuō)明甲烷被氧化發(fā)生氧化反應(yīng),則B電極是負(fù)極,導(dǎo)電離子為O2﹣,據(jù)此寫(xiě)出電極反應(yīng)式。

I.(1)設(shè)消耗CO的物質(zhì)的量是xmol,則生成CO2的物質(zhì)的量也是xmol,因此平衡時(shí)CO和CO2的物質(zhì)的量分別是1—x和1+x。則 根據(jù)平衡常數(shù)可知 ,解得x=0.6,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率60%。

故答案為:60%;

(2)a.正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,轉(zhuǎn)化率降低,a錯(cuò)誤;

b.反應(yīng)前后體積不變,增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),轉(zhuǎn)化率不變,b錯(cuò)誤;

c.催化劑不能改變平衡狀態(tài),則選取合適的催化劑不能改變轉(zhuǎn)化率,c錯(cuò)誤;

d.及時(shí)吸收或移出部分CO2,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率增大,d正確;

e.粉碎礦石,使其與平衡混合氣體充分接觸可以加快反應(yīng)速率,但不能影響平衡狀態(tài),轉(zhuǎn)化率不變,e錯(cuò)誤,答案選d。

故答案為:d

(3)根據(jù)圖像可知反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),生成甲醇的濃度是0.75mol/L,則根據(jù)方程式可知消耗氫氣的濃度是1.5mol/L,所以用氫氣表示的反應(yīng)速率為0.15mol/(Lmin);

故答案為:0.15mol/(Lmin);

(4) 已知?dú)錃獾娜紵裏?/span>286kJ/mol,可得氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為:①;由圖可知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反應(yīng)熱,可得②,根據(jù)蓋斯定律可知:CH3OH(g)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g) 可由2①-②得到,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱H=,該反應(yīng)熱化學(xué)方程式為:CH3OH(g)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g) △H=-481kJ/mol,

故答案為:CH3OH(g)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g) △H=-481kJ/mol;

(5)A.溫度和容器容積相等,則根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知甲和乙的平衡是等效的,則c1c2,A正確;

B.丙相當(dāng)于在甲的基礎(chǔ)上再加入1molCO2mol氫氣,壓強(qiáng)增大平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大,所以2Q1Q3,B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)B中分析可知1不一定等于α3C錯(cuò)誤;

D.甲、乙平衡等效,則α121,D正確,

E.由以上分析甲、乙平衡等效,則平衡時(shí)甲生成的甲醇與乙中消耗的甲醇物質(zhì)的量之和恰好為1mol,則該反應(yīng)若生成1molCH3OH,則放出(Q1+Q2)kJ熱量

故答案為:ADE;

(6)B電極通入甲烷轉(zhuǎn)化為CO2,這說(shuō)明甲烷被氧化發(fā)生氧化反應(yīng),則B電極是負(fù)極,電極反應(yīng)式為CH4+4O28e=CO2+2H2O

故答案為:CH4+4O28e=CO2+2H2O;

(7)硫酸銅的物質(zhì)的量是0.1mol,惰性電極電解時(shí)陽(yáng)極是氫氧根放電產(chǎn)生氧氣。陰極是銅離子放電析出銅。當(dāng)銅離子完全放電后氫離子放電產(chǎn)生氫氣。當(dāng)兩極收集到的氣體體積相等時(shí),這說(shuō)明陰極有氫氣產(chǎn)生。設(shè)二者的物質(zhì)的量均是xmol,則根據(jù)電子得失守恒可知0.1×22x4x,解得x0.1,即陽(yáng)極產(chǎn)生0.1mol氧氣,轉(zhuǎn)移0.4mol電子,所以根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知理論上消耗的甲烷的物質(zhì)的量設(shè)0.4mol÷80.05mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.12L。

故答案為:1.12L;

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:

【題目】用中和滴定法測(cè)定燒堿的純度,若燒堿中含有少量不與酸作用的可溶性雜質(zhì),試根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答:

1)準(zhǔn)確稱(chēng)取4.0g燒堿樣品。

2)將樣品配成250mL待測(cè)液。

3)用____________(填儀器名稱(chēng))量取25.00mL待測(cè)液于錐形瓶中,并滴加幾滴甲基橙作指示劑。

4)用0.2010 mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測(cè)燒堿溶液,滴定時(shí),兩眼注視____________,直到滴定終點(diǎn)。達(dá)到終點(diǎn)的具體現(xiàn)象是:____________

5)若兩次實(shí)驗(yàn)滴定的數(shù)據(jù)如下表:

滴定次數(shù)

待測(cè)液體積(mL

標(biāo)準(zhǔn)鹽酸體積(mL

滴定前讀數(shù)(mL

滴定后讀數(shù)(mL

第一次

25.00

0.50

20.40

第二次

25.00

5.00

28.30

第三次

25.00

4.00

24.10

根據(jù)上述各數(shù)據(jù),計(jì)算燒堿的純度:____________

6)下列操作中,會(huì)導(dǎo)致所測(cè)得的燒堿的純度偏大的是________。

a.滴定終點(diǎn)時(shí),俯視刻度

b.沒(méi)有用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗相應(yīng)的滴定管

c.錐形瓶中有少量的蒸餾水

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金屬硫酸鹽)為原料,生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下:

1)粉碎高硫鋁土礦石的目的是______

2)焙燒時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng):______FeS2+______O2______Fe2O3+______SO2↑,配平該方程式。

3)堿浸時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______

4)過(guò)濾后向?yàn)V液中通入過(guò)量的CO2氣體,反應(yīng)的離子方程式為______。

5)“過(guò)濾”得到的濾渣中含有大量的Fe2O3。Fe2O3FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4SO2,理論上完全反應(yīng)消耗的nFeS2):nFe2O3)=______。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知AB、CD均為中學(xué)化學(xué)常見(jiàn)的純凈物,A是單質(zhì),它們有如圖反應(yīng)關(guān)系。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )

AA是大氣中含量最多的氣體,C、D是氧化物且會(huì)造成光化學(xué)污染。則D轉(zhuǎn)化成C的反應(yīng)化學(xué)方程為3NO2+H2O=2HNO3+2NO

BA、BC分別為C(s)、CO(g)CO2(g),且通過(guò)與O2(g)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)圖示的轉(zhuǎn)化。在同溫同壓且消耗含碳物質(zhì)均為1mol時(shí),反應(yīng)、的焓變依次為△H 1、△H 2、△H 3,則它們之間的關(guān)系為 △H 2=△H 1+△H 3

CC為一元強(qiáng)堿且陰、陽(yáng)離子所含的電子數(shù)相同,D為日常生活中常用的調(diào)味品,工業(yè)上用D制備A的化學(xué)方程式2Na2O(熔融)4Na+O2

DA是應(yīng)用最廣泛的金屬。反應(yīng)用到A、反應(yīng)均用到同一種氣態(tài)非金屬單質(zhì)實(shí)驗(yàn)室保存D溶液的方法是加入適量鐵粉與適量鹽酸

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知A、BC為中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的單質(zhì),在室溫下A為固體,BC為氣體,向D溶液中加入KSCN溶液后,溶液顯紅色。在適宜的條件下可發(fā)生如下關(guān)系的化學(xué)反應(yīng)。

回答以下問(wèn)題:

1A、BC分別是什么物質(zhì):A______B________C________。

2)寫(xiě)出D溶液中通入SO2的離子方程式:____________________。

3)若向含amolFeI2bmolFeBr2的溶液中通入cmol氣體B,當(dāng)I-、Fe2+、Br-被完全氧化時(shí)c為:_____(a、b表示)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】萘、四氫萘、十氫萘用途廣泛,其轉(zhuǎn)化關(guān)系為:,該過(guò)程中能量變化如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是:

A.萘分子()的一氯代物有2

B.實(shí)線(xiàn)表示無(wú)催化劑的反應(yīng)過(guò)程,虛線(xiàn)表示有催化劑的反應(yīng)過(guò)程

C.E1、E2表示活化能,a的大小由E1決定,b的大小由E2決定

D.物質(zhì)的穩(wěn)定性:十氫萘>四氫萘>萘

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知A,B,C,D都是周期表中的短周期元素,它們的核電荷數(shù)依次增大。A原子,C原子的L能層中,都有兩個(gè)未成對(duì)的電子,C,D同主族。EF都是第四周期元素,E原子核外有4個(gè)未成對(duì)電子,F原子除最外能層只有1個(gè)電子外,其余各能層均為全充滿(mǎn)。根據(jù)以上信息填空:

(1)基態(tài)D原子中,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)___,該能層具有的原子軌道數(shù)為__

(2)E2+離子的價(jià)層電子排布圖是__;

(3)A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物,其中心原子采取的軌道雜化方式為__,B的氣態(tài)氫化物的VSEPR模型為__

(4)DAB-的電子式為___;

(5)配合物甲的焰色反應(yīng)呈紫色,其內(nèi)界由中心離子E3+與配位體AB-構(gòu)成,配位數(shù)為6。甲的水溶液可以用于實(shí)驗(yàn)室中E2+離子的定性檢驗(yàn),檢驗(yàn)E2+離子的離子方程式為__。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鋁是一種重要金屬:

1)生產(chǎn)中曾用鋁熱反應(yīng)焊接鋼軌,則鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:___

2)鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為:___。

3)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為A12O3,還有少量的Fe2O3SiO2等雜質(zhì))提取氧化鋁作冶煉鋁的原料,提取的操作過(guò)程如下:

III步驟中分離溶液和沉淀的操作是;___

②沉淀M中除含有泥沙外,一定還含有___,固體N___

③濾液X中,含鋁元素的溶質(zhì)的化學(xué)式為___,它屬于___(填“酸”、“堿”或“鹽”)類(lèi)物質(zhì);

④實(shí)驗(yàn)室里常往AlCl3溶液中加入___(填“氨水”或“NaOH溶液”)來(lái)制取A1OH3。其反應(yīng)的離子方程式為:___。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一種Ru絡(luò)合物與g-C3N4復(fù)合光催化劑將CO,還原為HCOOH的原理圖如圖。

(1)基態(tài)碳原子的價(jià)電子排布圖為___________。

(2)1molHCOOH中含有的σ鍵數(shù)目為___________HCOOH的沸點(diǎn)比CO2高的原因?yàn)?/span>___________。

(3)Ru絡(luò)合物中第二周期元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>___________。

(4)Ru絡(luò)合物中與Ru配位的原子有N、___________。

(5)一類(lèi)石墨的聚合物半導(dǎo)體g-C3N4,其單層平面結(jié)構(gòu)如圖1,晶胞結(jié)構(gòu)如圖2。

g-C3N4中氮原子的雜化類(lèi)型是______________

②根據(jù)圖2,在圖1中用平行四邊形畫(huà)出一個(gè)最小重復(fù)單元。______________

③已知該晶胞的體積為Vcm3,中間層原子均在晶胞內(nèi)部。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則g-C3N4的密度為______________g.cm-3。

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同步練習(xí)冊(cè)答案