【題目】合成氣的主要成分是 一氧化碳和氫氣,是重要的化工原料。

I.已知下列反應(yīng):

CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) ΔH = +206 kJ/mol

C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) ΔH = +131 kJ/mol

1工業(yè)制取炭黑的方法之一是將甲烷隔絕空氣加熱到1300℃進(jìn)行裂解。填寫空白。

CH4(g)= C(s)+ 2H2(g) ΔH =______________kJ/mol。

2800℃,反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1=1.0,某時刻測得該溫度下,密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度分別為c(CH4)=4.0 mol·L1c(H2O)=5.0 mol·L1;c(CO)=1.5 mol·L1;c(H2)=2 mol·L1,則此時該可逆反應(yīng)的狀態(tài)是_____________________(達(dá)到平衡、向正反應(yīng)方向移動向逆反應(yīng)方向移動”)。

.甲醇是一種可再生能源,工業(yè)上用合成氣來合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),分析該反應(yīng)并回答下列問題:

3一定條件下,將COH2以物質(zhì)的量之比1:1置于恒容密閉容器中發(fā)生以上反應(yīng),能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是_____________________________。

A.體系的壓強(qiáng)不發(fā)生變化 B.混合氣的密度保持不變

C.體系中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變 DCOH2的物質(zhì)的量之比保持不變

4如圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線。T1T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1______K2 (填“>”、“<”“=”)。理由是__________________________________________________。

5已知甲醇燃料電池的工作原理如圖所示。該電池工作時,電池左邊的電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為______________________________

6用甲醇燃料電池作為直流電源,設(shè)計如圖裝置制取Cu2O,電解總反應(yīng)為:2CuH2OCu2OH2。寫出銅電極的電極反應(yīng)式_______________________。

【答案】 +75 向正反應(yīng)方向移動 AD > 由圖可知溫度由T1升高至T2時,CO的轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以K1>K2 2CH3OH-12e+2H2O2CO2+12H+ CH3OH-6e+H2OCO2+6H+ 2Cu2OH-2eCu2OH2O

【解析】1)已知:

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206 kJ/mol

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131 kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律可知①-②即得到CH4(g)=C(s)+2H2(g)的ΔH=+75kJ/mol。

2)此時濃度熵為1,所以向正反應(yīng)方向移動;(3A.正反應(yīng)體積減小,則體系的壓強(qiáng)不發(fā)生變化可以說明達(dá)到平衡狀態(tài),A正確;B.混合氣的質(zhì)量和容器容積始終不變,則密度始終不變,不能說明,B錯誤;C.根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知體系中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)始終不變,不能說明,C錯誤;D.由于COH2的物質(zhì)的量之比不是按照化學(xué)計量數(shù)之比通入的,則COH2的物質(zhì)的量之比保持不變時,可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D正確,答案選AD;(4)首先達(dá)到平衡時溫度高,由圖可知溫度由T1升高至T2時,CO的轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以K1K2。(5)氫離子向右側(cè)移動,則右側(cè)是正極,左側(cè)是負(fù)極,甲醇失去電子,電極反應(yīng)式為CH3OH-6e+H2OCO2+6H+;(6)銅元素化合價升高,失去電子,銅電極是陽極,溶液顯堿性,則陽極電極反應(yīng)式為2Cu2OH-2eCu2OH2O。

練習(xí)冊系列答案
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(1)磷元素位于周期表的_______區(qū),基態(tài)磷原子價層電子排布圖________,最高能層符號________

(2)磷的三種同素異形體的結(jié)構(gòu)如下圖所示。

三種同素異形體中能導(dǎo)電的是_______(填名稱)。

②白磷易溶于CS2,其原因是___________。

(3)磷酸與Fe3+可形成H3[Fe(PO4)2],F(xiàn)e、P、O電負(fù)性由大到小的順序是________。與PO43-空間構(gòu)型相同的分子和陰離子分別是________(各舉1例)。

(4)噻替哌的結(jié)構(gòu)簡式如右圖所示,其中氮原子的雜化軌道類型為_______,1mol噻替哌中含有的σ鍵數(shù)目為______。

(5)磷化銦(InP)是一種半導(dǎo)體材料,可用于光纖通信技術(shù),其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①結(jié)構(gòu)化學(xué)上常用原子坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置,晶胞中P原子的坐標(biāo)參數(shù)分別有:P(0,0,0),P(,0, );P(0, , )等,則距離上述三個P原子最近且等離的In原子的坐標(biāo)參數(shù)為_____。

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1 _________________

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