【題目】實現(xiàn) “節(jié)能減排” 和“低碳經(jīng)濟”的一項重要課題就是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下圖1表示該反應(yīng)過程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化。
(1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是_________(填字母)。
A.ΔH<0,ΔS<0 B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS>0
(2)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進行如下實驗,在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和4 mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如上圖2所示。
①從反應(yīng)開始到平衡,H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=________;CO2的轉(zhuǎn)化率w(CO2)=________。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____________。(只列表達式和計算式,不必計算出結(jié)果)
③下列措施中能使化學平衡向正反應(yīng)方向移動的是________________(填字母)。
A.將CH3OH(g)及時液化抽出 B.升高溫度
C.選擇高效催化劑 D.再充入l molCO2和4 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa時,16 g 液態(tài)甲醇完全燃燒,當恢復(fù)到原狀態(tài)時,放出350.8kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學方程式:______________________。
(4)選用合適的合金為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,其負極的電極反應(yīng)式是:______________________。
【答案】A 0.225 mol·L-1·min-1 75% (=0.42 L2/mol2,不必求出結(jié)果) A、D CH3OH (l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O (l) ΔH=-701.6 kJ·mol-1 CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
【解析】
(1)依據(jù)反應(yīng)和圖象分析判斷:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),反應(yīng)是熵減少的反應(yīng),△S<0;反應(yīng)物能量高于生成物的能量,可判斷該反應(yīng)是放熱反應(yīng),△H<0,答案選A。
(2)在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示.二氧化碳是反應(yīng)物隨反應(yīng)進行濃度減小,甲醇是生成物,隨反應(yīng)進行濃度增大;10nim內(nèi)達到平衡,生成甲醇濃度為0.75mol/L,二氧化碳濃度變化了0.75mol/L;則
①依據(jù)化學平衡三段式:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol/L)1 4 0 0
變化量(mol/L)0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量(mol/L)0.25 1.75 0.75 0.75
從反應(yīng)開始到平衡,H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=2.25mol/L÷10min= 0.225 mol·L-1·min-1;CO2的轉(zhuǎn)化率w(CO2)=0.75÷1×100%=75%。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=,
③A.將CH3OH(g)及時液化抽出,平衡正向移動,A項正確;B.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,B項錯誤;C.選擇高效催化劑,平衡不移動,C項錯誤;D.再充入l molCO2和4 molH2,相當于增大壓強,平衡正向移動,D項正確;答案選AD。
(3)25℃,1.01×105Pa時,16g 液態(tài)甲醇物質(zhì)的量為0.5mol,完全燃燒,當恢復(fù)到原狀態(tài)時,放出350.8kJ的熱量,依據(jù)書寫熱化學方程式的方法寫出該反應(yīng)的熱化學方程式為:CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H="-701.6" kJmol-1;
(4)選用合適的合金為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,原電池的負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),失電子的是甲醇,此電池的負極應(yīng)加入或通入的物質(zhì)有甲醇、氫氧化鈉、水,負極的電極反應(yīng)式為CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】電化學應(yīng)用廣泛。請回答下列問題:
(1)自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)可以設(shè)計成原電池。若電池放電時的反應(yīng)式為:2Cu+2H2SO4+O2= 2CuSO4+2H2O,該電池的負極材料為_______;正極的電極反應(yīng)式為____________。
(2)燃料電池和二次電池的應(yīng)用非常廣泛。
①如圖為甲烷燃料電池的示意圖,則負極的電極反應(yīng)式為_____________________;
②鉛蓄電池為生活中常用的二次電池。放電時的反應(yīng)為:PbO2 +Pb+2H2SO4=2PbSO4 + 2H2O,鉛蓄電池負極的電極反應(yīng)式為_____;充電時,鉛蓄電池的PbO2極應(yīng)與外加直流電源的____極相連。
(3)以鉛蓄電池為電源精煉粗銅(含Fe、Pb、Ag、Au及其他不反應(yīng)物質(zhì))時,以硫酸銅溶液為電解質(zhì)溶液,粗銅做____極;精煉一段時間后,當陰極增重128 g時,鉛蓄電池參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為____mol。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列分子或離子中,VSEPR模型名稱與分子或離子的立體構(gòu)型名稱不一致的是
A. CO2 B. CO32- C. H2O D. CCl4
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】鈦由于其穩(wěn)定的化學性質(zhì),良好的耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強堿以及高強度、低密度,被美譽為“未來鋼鐵”、“戰(zhàn)略金屬”。
(1)基態(tài)鈦原子核外共有_______種運動狀態(tài)不相同的電子,價電子排布式_______;與鈦同周期的元素中,基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與鈦相同的有________種。
(2)鈦比鋼輕、比鋁硬,是一種新興的結(jié)構(gòu)材料。鈦硬度比鋁大的原因是_________。
(3)TiCl4是氧化法制取鈦的中間產(chǎn)物。TiCl4分子結(jié)構(gòu)與CCl4相同,在常溫下都是液體。TiCl4分子的空間構(gòu)型是_______;TiCl4穩(wěn)定性比CCl4差,試從結(jié)構(gòu)分析其原因:_______。
(4)鈣鈦礦材料是一類有著與鈦酸鈣相同晶體結(jié)構(gòu)的材料,這種奇特的晶體結(jié)構(gòu)讓它具備了很多獨特的理化性質(zhì),比如吸光性、電催化性等。鈦酸鈣晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。其中,A代表Ca2+,Ti原子位于由O原子構(gòu)成的正八面體的中心,則鈦酸鈣的化學式為______,Ca2+的配位數(shù)是________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D、E、F六種短周期元素,其原子序數(shù)依次增大,其中B與C同周期,D與E和F同周期,A與D同主族,C與F同主族,C元素的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的三倍,D是所在周期原子半徑最大的主族元素。又知六種元素所形成的常見單質(zhì)在常溫常壓下有三種是氣體,三種是固體。請回答下列問題:
(1)元素D在周期表中的位置__________。
(2)C、D、F三種元素形成的簡單離子的半徑由大到小的順序是(用離子符號表示)______。
(3)由A、B、C三種元素以原子個數(shù)比4∶2∶3形成化合物X,X中所含化學鍵類型有________________________________________________________________________。
(4)若E是金屬元素,其單質(zhì)與氧化鐵反應(yīng)常用于焊接鋼軌,請寫出反應(yīng)的化學方程式:________________________________________________________________________。
若E是非金屬元素,其單質(zhì)在電子工業(yè)中有重要應(yīng)用,請寫出其氧化物溶于強堿溶液的離子方程式:_______________________________________________________________。
(5)FC2氣體有毒,排放到大氣中易形成酸雨,寫出FC2與氧氣和水蒸氣反應(yīng)的化學方程式______________________________________________________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知高能鋰電池的總反應(yīng)式為:2Li+FeS=Fe+Li2S[LiPF6SO(CH3)2為電解質(zhì)],用該電池為電源進行如圖的電解實驗,電解一段時間測得甲池產(chǎn)生標準狀況下H24.48L。下列有關(guān)敘述不正確的是
A.從隔膜中通過的離子數(shù)目為0.4NA
B.若電解過程體積變化忽略不計,則電解后甲池中溶液濃度為4mol/L
C.A電極為陽極
D.電源正極反應(yīng)式為:FeS+2Li++2e-=Fe+Li2S
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)說法正確的是
A.已知:HI(g)1/2H2(g)+1/2I2(s) △H =-26.5kJ/mol,由此可知1mol HI氣體在密閉容器中充分分解后可以放出26.5kJ的熱量
B.已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol,則氫氣的燃燒熱為ΔH=-285.8 kJ/mol
C.肼(N2H4)是一種用于火箭或燃料電池的原料,已知2H2O(g)+ O2(g)=2H2O2(l)△H=+108.3kJ/mol①N2H4(l) + O2(g)=N2(g) + 2H2O(g)△H=-534.0kJ/mol②。則有反應(yīng):N2H4(l) + 2H2O2(l) =N2(g)+ 4H2O(l)△H=-642.3kJ/mol
D.含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和,放出28.7 kJ的熱量,則稀醋酸和稀NaOH溶液反應(yīng)的熱化學方程式為:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)ΔH=-57.4 kJ/mol
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氧化還原滴定同中和滴定類似(用已知濃度的氧化劑溶液滴定未知濃度的還原劑溶液或反之),F(xiàn)用0.001 mol·L1酸性KMnO4溶液滴定未知濃度的無色NaHSO3溶液。反應(yīng)的離子方程式為2+5+H+2Mn2++5+3H2O。
請完成下列問題:
(1)該滴定實驗所需儀器和用品是____________。
A 酸式滴定管(50 mL)B 堿式滴定管(50 mL) C 量筒(10 mL) D 錐形瓶 E 鐵架臺 F 滴定管夾 G 燒杯 H 白紙 I 膠頭滴管 J 漏斗
(2)實驗中用_____(填“酸”或“堿”)式滴定管盛裝酸性KMnO4溶液,原因是_______。
(3)本實驗_______(填“需要”或“不需要”)使用指示劑,滴定終點的現(xiàn)象是__________。
(4)①滴定前平視液面,刻度為a mL,滴定后俯視刻度為b mL,則(ba) mL比實際消耗KMnO4溶液的體積_____(填“大”或“小”),根據(jù)(ba) mL計算得到的待測液濃度比實際濃度_____(填“高”或“低”)。
②若滴定時所用的酸性KMnO4溶液因久置而導致濃度變小,則由此測得的待測液濃度值會____(填“偏小”“偏大”或“不變”)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】中國科學家用金屬鈉和在一定條件下制得了金剛石:(金剛石)
鈉 | 金剛石 | 石墨 | ||
熔點(℃) | 97.8 | 851 | 3550 | 3850 |
沸點(℃) | 882.9 | 1850(分解產(chǎn)生) | —— | 4250 |
(1)若反應(yīng)在常壓、890℃下進行,寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式____,若,則________(選填序號)。
a.反應(yīng)肯定達到平衡 b.反應(yīng)可能達到平衡 c.反應(yīng)肯定未達平衡
(2)若反應(yīng)在10L密閉容器、常壓下進行,5min內(nèi),測得金剛石的質(zhì)量增加了6g,該時間段內(nèi)________,若反應(yīng)溫度由890℃升高到1860℃,則容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量將________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)反應(yīng)中還有石墨生成,已知:,若升高溫度,生成的碳單質(zhì)中,金剛石的含量將增大,則該反應(yīng)的正反應(yīng)是________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com