9.(1)甲醇可為燃料電池的原料.以CH4和H2O為原料,通過(guò)下列反應(yīng)制備甲醇.
I:CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ•mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-129.0kJ•mol-1
CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CH3OH (g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77.0 kJ•mol-1
(2)甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染,有一種電化學(xué)法可消除這種污染,其原理是:通電后,將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化.實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置模擬上述過(guò)程:
①寫出陽(yáng)極電極反應(yīng)式Co2+-e-=Co3+;
②寫出除去甲醇的離子方程式6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

分析 (1)依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用;
(2)①通電后,將Co2+氧化成Co3+,電解池中陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為Co2+-e-=Co3+
②以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化,自身被還原為Co2+,原子守恒與電荷守恒可知,還原生成H+,配平書寫為:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

解答 解:(1)Ⅰ:CH4 (g)+H2O (g)=CO (g)+3H2 (g)△H=+206.0kJ•mol-1
Ⅱ:CO (g)+2H2 (g)=CH3OH (g)△H=-129.0kJ•mol-1
依據(jù)蓋斯定律Ⅰ+Ⅱ得到CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77.0 kJ•mol-1
故答案為:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77.0 kJ•mol-1
(2)①通電后,將Co2+氧化成Co3+,電解池中陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為Co2+-e-=Co3+
故答案為:Co2+-e-=Co3+;
②以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化,自身被還原為Co2+,結(jié)合原子守恒與電荷守恒可知,還原生成H+,配平書寫離子方程式為:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;
故答案為:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用,原電池原理分析和電極反應(yīng)書寫方法,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.溴化氫氣體與氨氣相遇反應(yīng)B.氯化氫溶于水
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9.已知斷開lmol H-H鍵要吸收436kJ能量,斷開lmolN=N鍵要吸收946kJ能量,斷開1molN-N鍵要吸收159kJ能量,形成lmolN-H鍵要釋放391kJ的能量,關(guān)于工業(yè)合成氨氣N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),下列說(shuō)法正確的是( 。
A.每當(dāng)生成2molNH3(g)要吸收92kJ的能量
B.每當(dāng)生成2mol NH3(g)要釋放92kJ的能量
C.每當(dāng)生成2mol NH3(g)要吸收561kJ的能量
D.每當(dāng)生成2mol NH3(g)要釋放561kJ的能量

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6.物質(zhì)的量相同的下列各物質(zhì)分別在足量的O2中完全燃燒,其中耗氧量相同的一組是( 。
A.CH3OH和C3H6B.C3H7COOH和C2H5COOH3
C.C2H5CHO和C3H4D.C3H8和C4H6

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4.下列物質(zhì)中:①氯水;②濃硫酸;③溴蒸氣;④燒堿;⑤氧氣;⑥酸性KMnO4溶液,其中在一定條件下可以與甲烷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是( 。
A.①②③⑤B.④⑤⑥C.③⑤D.②③④⑥

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14.固體NH4Br置于1升的密閉容器中,在恒溫條件下存在如下兩個(gè)可逆反應(yīng):NH4Br?NH3+HBr;2HBr?H2+Br2
5分鐘后,測(cè)得H2的濃度為1mol/L,HBr的濃度為8mol/L,則上述反應(yīng)中生成NH3的速率為(  )
A.1.2mol•L-1•min-1B.2mol•L-1•min-1
C.5mol•L-1•min-1D.10mol•L-1•min-1

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18.元素周期律在幫助我們學(xué)習(xí)和預(yù)測(cè)元素及其化合物性質(zhì)方面具有重要的指導(dǎo)意義.下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是(  )
①鋰在空氣中劇烈燃燒,產(chǎn)物為L(zhǎng)i2O2,其水溶液呈強(qiáng)堿性      
②在鹵素氫化物中HF最穩(wěn)定
③H2Se(硒化氫)是一種無(wú)色、有毒,比H2S穩(wěn)定性強(qiáng)的氣體   
④SrSO4(硫酸鍶)是一種難溶于水的白色固體
⑤Tl(OH)與鹽酸或氫氧化鈉溶液都能反應(yīng)生成鹽和水       
⑥At單質(zhì)為有色固體,AgAt既難溶于水也難溶于硝酸.
A.①②③④B.①③⑤C.②④⑥D.①②③⑤

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19.疊氮化物是一類重要化合物,氫疊氮酸(HN3)是一種弱酸,如圖1為分子結(jié)構(gòu)示意圖.肼(N2H4)被亞硝酸氧化時(shí)便可生成氫疊氮酸(HN3):N2H4+HNO2═2H2O+HN3.它的酸性類似于醋酸,可微弱電離出H+和N3-
試回答下列問(wèn)題:
(1)下列說(shuō)法正確的是CD(選填序號(hào)).
A.酸性:HNO2>HNO3
B.N2H4中兩個(gè)氮原子采用的都是sp2雜化
C.HN3、H2O都是極性分子
D.N2H4沸點(diǎn)高達(dá)113.5℃,說(shuō)明肼分子間可形成氫鍵
(2)疊氮化物能與Fe3+、Cu2+及Co3+等形成配合物,如:[Co(N3)(NH35]SO4,在該配合物中鈷顯+3價(jià),根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知SO42-的立體構(gòu)型為正四面體形,基態(tài)Fe原子有4;個(gè)未成對(duì)電子,可用硫氰化鉀檢驗(yàn)Fe3+,形成的配合物的顏色為血紅色.
(3)由疊氮化鈉(NaN3)熱分解可得純N2:2NaN3(s)═2Na(l)+3N2(g),下列說(shuō)法正確的是BC(選填序號(hào)).
A.NaN3與KN3結(jié)構(gòu)類似,前者晶格能較小
B.鈉晶胞結(jié)構(gòu)如圖2,晶胞中分?jǐn)?個(gè)鈉原子
C.氮的第一電離能大于氧
D.氮?dú)獬叵潞芊(wěn)定,是因?yàn)榈氐碾娯?fù)性小
(4)與N3-互為等電子體的分子有:CO2、BeCl2(舉二例),寫出其中之一的電子式

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