【題目】開發(fā)、使用清潔能源發(fā)展“低碳經(jīng)濟”正成為科學家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質的清潔燃料,可制作燃料電池。
(1)工業(yè)上一般可采用如下反應來合成甲醇:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJmol-1。
①某溫度下,將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應10min后,達到平衡時測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉化率為____,以CH3OH表示該過程的反應速率v(CH3OH)=______。
②要提高反應2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)中CO的轉化率,可以采取的措施是_______。
a.升溫 b.加入催化劑 c.增加CO的濃度 d.加入H2 e.加入惰性氣體 f.分離出甲醇
(2)①氫氧燃料電池是一種高效無污染的清潔電池它分堿性(用KOH做電解質)和酸性(用硫酸做電解質)燃料電池。如果是酸性燃料電池,則正極反應方程式是____________。
②科研人員設想用如圖原電池裝置生產硫酸,則負極的電極反應式為__________。
【答案】80% 0.08mol/(L·min) df O2+4e-+4H+=2H2O SO2-2e-+2H2O=SO+4H+
【解析】
根據(jù)速率公式和轉化率公式進行計算;根據(jù)提高轉化率的方法確定方法;根據(jù)酸性燃料電池的原理書寫電極反應,根據(jù)二氧化硫失去電子發(fā)生氧化反應,寫出電極反應。
(1)①某溫度下,將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應10min后,達到平衡時測得c(CO)=0.2mol/L,CO的初始濃度為,則CO的轉化率為=80%,v(CO)==0.08 mol/(L·min),2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),根據(jù)化學方程式可知,CO和CH3OH的系數(shù)相同,故速率相等,v(CH3OH)==0.08 mol/(L·min);
②要提高反應2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△H= -90.8kJmol-1,
a.升溫,平衡向吸熱的方向移動,逆向移動,不能提高CO的轉化率;
b.加入催化劑,平衡不移動,不能提高CO的轉化率;
c.增加CO的濃度,雖然平衡正向移動,外界條件的影響大于體系內平衡的變化,不能提高CO的轉化率;
d.加入H2,平衡正向移動,可以提高CO的轉化率;
e.2L的密閉容器中,加入惰性氣體,參加反應的各物質的分壓不變,平衡不移動,故不能提高CO的轉化率;
f.分離出甲醇,平衡正向移動,可以提高CO的轉化率;
答案選df;
(2)①氫氧燃料電池,是酸性燃料電池,則正極是氧氣得電子和氫離子反應生成水,反應方程式是O2+4e-+4H+=2H2O;
②生產硫酸時,二氧化硫在負極失電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為SO2-2e-+2H2O=SO+4H+。
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【題目】X、Y、Z、W均為短周期元素,它們在元素周期表中的位置如圖所示。若Y原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍,下列說法中正確的是( )
A.原子半徑:W>Z>Y>X
B.最高價氧化物對應水化物的酸性:Z>W>X
C.四種元素的單質中,Z單質的熔、沸點最低
D.W的單質能與水反應,生成一種具有漂白性的物質
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【題目】鎂稀土合金廣泛應用于航空、航天、電子、通訊和汽車制造業(yè)等領域。熔鹽電解法是一種高效制備鎂稀土合金的方法,實驗室制取Mg-Gd合金(物質的量比為1:1)的電解槽示意圖如下(相對原子質量Mg—24,Gd—157),下列說法正確的是
A.添加LiF、BaF2的作用是催化劑
B.陽極的電極反應式為2F——2e—= F2 ↑
C.當電路中通過0.1mol電子時,生成Mg- Gd合金的質量為3.62 g
D.電解結束后,鋁、碳電極質量不變
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【題目】在一體積可變的密閉容器中,加入一定量的X、Y,發(fā)生反應:mX(g)nY(g) ΔH=Q kJ/mol。反應達到平衡時,Y的物質的量濃度與溫度、氣體體積的關系如下表所示:
1L | 2L | 4L | |
100℃ | 1.00mol/L | 0.75mol/L | 0.53mol/L |
200℃ | 1.20mol/L | 0.90mol/L | 0.63mol/L |
300℃ | 1.30mol/L | 1.00mol/L | 0.70mol/L |
下列說法正確的是( )
A.溫度不變,壓強增大,Y的質量分數(shù)減少
B.體積不變,溫度升高,平衡向逆反應方向移動
C.m>n
D.Q<0
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【題目】按要求填空:
(1)有機物命名:
________________________________;
___________________________________;
(2)依據(jù)名稱寫出物質:
3,4-二甲基-4-乙基庚烷 ______________;3,4,4-三甲基-1-戊炔 ______________。
(3)已知有機物降冰片二烯的分子結構可表示為:
①降冰片二烯的分子式為 ______________;②降冰片二烯屬于 __________;
a.環(huán)烴 b.不飽和烴 c.烷烴 d.烯烴
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【題目】某有機物分子結構式如下圖,下列說法正確的是( )
A. 取少量該有機物,滴加酸性高錳酸鉀溶液,微熱,有氣體產生
B. 所有的碳原子不可能處在同一個平面上
C. 所有的氧原子不可能同時處在苯環(huán)平面上
D. 所有的氫原子有可能同時處在苯環(huán)平面上
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【題目】短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如圖所示,下列說法正確的是( )
A.非金屬性強弱: Z> Y
B.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性: Y>Z
C.最高價氧化物的水化物酸性: Y>Z
D.常壓下X的單質化學性質非;顫
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【題目】常溫下向10mL0.1mol/L的NaCN溶液中滴加等濃度的鹽酸(忽略體積和溫度變化),δ(HCN)和隨溶液pH變化的圖像如圖所示,下列說法錯誤的是
A.常溫下HCN的電離常數(shù)為l0-9.2
B.pH為9.2時,加入鹽酸的體積大于5mL
C.pH為a時溶液中c(Cl-)大于pH為b時溶液中c(Cl-)
D.滴加過程中可能出現(xiàn):c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)
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【題目】電池可用于驅動無人潛航器。該電池以海水為電解質溶液,如圖所示。該電池工作時,下列說法正確的是 ( )
A.電池總反應是
B.在石墨電極上反應放出氧氣
C.石墨電極附近溶液的pH增大
D.溶液中向正極移動
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