【題目】回答下列問(wèn)題:
(1)已知室溫下CO的燃燒熱為283 kJ/mo1,則CO的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為___________________________________。
(2)工業(yè)上利用CO和H2合成清潔能源CH3OH,其反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-116kJ/mo1
如圖表示CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)隨溫度和壓強(qiáng)變化的示意圖。X表示的是_____________,Y1_____Y2(填“<”、“=”、“>”)。
(3)合成甲醇的反應(yīng)原理為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500℃下發(fā)生反應(yīng),測(cè)得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。
①反應(yīng)進(jìn)行到4min時(shí),v(正)____v(逆)(填“>”“<”或“=”)。0~4min,CO2的平均反應(yīng)速率v(CO2)=____________mol·L1·min1。
②該溫度下平衡常數(shù)為_____________。
③下列能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是______________。
A.v正(CH3OH)=3v逆(H2)
B.CO2、H2、CH3OH和H2O濃度之比為1∶3∶1∶1
C.恒溫恒壓下,氣體的體積不再變化
D.恒溫恒容下,氣體的密度不再變化
(4)為提高燃料的能量利用率,常將其設(shè)計(jì)為燃料電池。某電池以甲烷為燃料,空氣為氧化劑,KOH溶液為電解質(zhì)溶液,以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬為電極。寫出該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式:_____________________________。
【答案】CO(g)+1/2O2(g)CO2(g) △H=-283kJ/mo1 壓強(qiáng) < > 0.125 5.33(或5.3或16/3) C CH4 - 8e- + 10 OH- = CO32-+7 H2O
【解析】
燃燒熱為1mol純凈的可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物釋放的熱量;可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),同種物質(zhì)的正逆速率相等,各組分的濃度、含量保持不變,由此衍生的其它一些量不變,判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化,該物理量由變化到不變化說(shuō)明到達(dá)平衡。
(1)根據(jù)燃燒熱的概念,燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+1/2O2(g)CO2(g) △H=-283kJ/mo1;
(2) △H<0,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),根據(jù)勒夏特列原理,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率降低,圖像中曲線Y升高,根據(jù)方程可知,增大壓強(qiáng),體積減小,平和正向移動(dòng),則X 表示壓強(qiáng);當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率降低,Y1<Y2;
(3) ①通過(guò)圖像可知,反應(yīng)在15min時(shí)平衡,4min反應(yīng)正向進(jìn)行,則v(正)>v(逆);v(CO2)=/=0.5/4=0.125mol/(L·min);
②該溫度下平衡常數(shù),=5.33;
③A.反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比,因此3v正(CH3OH)=v正(H2),所以v正(CH3OH)=3v逆(H2)不能說(shuō)明CH3OH正逆反應(yīng)速率相同,A錯(cuò)誤;
B.平衡時(shí)反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變,但容器內(nèi)CO2、H2、CH3OH和H2O的濃度之比不一定為1: 3 :1: 1,所以不能作為平衡的標(biāo)志,B錯(cuò)誤;
C.該反應(yīng)是氣體分子數(shù)變化的反應(yīng),恒溫恒壓下,氣體的體積不再變化,可以作為平衡的標(biāo)志,C正確;
D. 反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變,容器的體積不變,所以密度始終保持不變,因此混合氣體的密度保持不變不能作為平衡的標(biāo)志,D錯(cuò)誤;
答案為C
(4)甲烷燃料電池以甲烷為燃料,以空氣為氧化劑,以KOH溶液為電解質(zhì),負(fù)極得電子,電解質(zhì)溶液參與反應(yīng),電池反應(yīng)為:CH4 - 8e- + 10 OH- = CO32-+7 H2O;
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下,下列物質(zhì)中原子數(shù)最多的是
A. 64 g SO2 B. 3.01×1023個(gè)N2
C. 0.75 mol H2S D. 36 mL H2O
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】固體氧化物燃料電池是由美國(guó)西屋(Westinghouse)公司研制開(kāi)發(fā)的。它以固體氧化鋯—氧化釔為電解質(zhì),這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過(guò)。該電池的工作原理如下圖所示,其中多孔電極a、b均不參與電極反應(yīng)。下列判斷正確的是
A. 有O2放電的a極為電池的負(fù)極
B. O2-移向電池的正極
C. b極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為2H2-4e-+2O2-=2H2O
D. a極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:(1)Zn(s)+1/2O2(g)=ZnO(s) △H=-348.3kJ·mol-1 ,
(2)2Ag(s)+1/2O2(g)=Ag2O(s) △H=-31.0kJ·mol-1,
則Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的△H等于
A. -317.3kJ·mol-1 B. -379.3kJ·mol-1 C. -332.8kJ·mol-1 D. +317.3kJ·mol-1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究硫和碳得電子能力的強(qiáng)弱,通過(guò)比較它們最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱來(lái)驗(yàn)證,設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)。
(1)儀器a的名稱是________,應(yīng)盛放下列藥品中的________(填字母)。
A.稀硫酸 B.亞硫酸C.氫硫酸 D.鹽酸
(2)儀器b的名稱是________,應(yīng)盛放下列藥品中的________(填字母)。
A.碳酸鈣 B.硫酸鈉 C.氯化鈉 D.碳酸鈉
(3)儀器c中應(yīng)盛放的試劑是________,如果看到的現(xiàn)象是____________________,證明b中反應(yīng)產(chǎn)生了________,即可證明________比________酸性強(qiáng),得電子能力________比________強(qiáng),b中發(fā)生反應(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】用下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn),裝置合理且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>
A. 裝置①:用氯化銨和氫氧化鈣制NH3 B. 裝置②:收集NO氣體
C. 裝置③:從飽和食鹽水中提取氯化鈉 D. 裝置④:探究氧化性:KMnO4>Cl2>I2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知299 K時(shí),合成氨反應(yīng)N2(g ) + 3H2 ( g )2NH3( g ) △H =" -92.0" kJ/mol,將此溫度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中,在催化劑存在時(shí)進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)放出的熱量為(忽略能量損失)
A. 一定大于92.0 kJ B. 一定等于92.0 kJ
C. 一定小于92.0 kJ D. 不能確定
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖是通過(guò)熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。
通過(guò)計(jì)算,可知系統(tǒng)(I)和系統(tǒng)(II)制氫的熱化學(xué)方程式分別為_____________________________、____________________________,制得等量H2所需能量較少的是________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成燃料電池,采用電解法制備 Fe(OH)2,裝置如圖所示,其中電解池兩極材料分別為鐵和石墨,通電一段時(shí)間后,右側(cè)玻璃管中產(chǎn)生大量的白色沉淀。則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 石墨電極Ⅱ處的電極反應(yīng)式為O2+4e-===2O2-
B. X是鐵電極
C. 電解池中有1mol Fe溶解,石墨Ⅰ耗H2 22.4 L
D. 若將電池兩極所通氣體互換,X、Y兩極材料也要互換。
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