【題目】可燃冰(天然氣水合物,可用CH4xH2O表示)的開(kāi)采和利用,既有助于解決人類面臨的能源危機(jī),又能生產(chǎn)一系列的工業(yè)產(chǎn)品。
(1)可燃冰在一定條件下能夠釋放出CH4氣體,該條件是________(填“低溫、高壓”或“高溫、低壓”)。
(2)熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)通常被稱為第二代燃料電池。以CH4為MCFC的燃料時(shí),電池的工作原理如圖所示。
①CH4(g)和H2O(g)可在電池內(nèi)部經(jīng)重整反應(yīng)轉(zhuǎn)化為H2(g)和CO2(g),已知CH4和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為890.3kJ/mol和285.8kJ/mol,H2O(l)=H2O(g) H=+41 kJ/mol,則甲烷重整反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g) H=________kJ/mol。
②圖中電極A為燃料電池的________(填“正極”或“負(fù)極”),電極B上的電極反應(yīng)式為________。
(3)在壓強(qiáng)為p的恒壓容器中,CH4在電弧爐的作用下制取乙炔,化學(xué)方程式為2CH4=C2H2+3H2。下表為反應(yīng)體系的物料衡算表。
成分 | 進(jìn)料 | 出料 | ||
純CH4 | CH4 | C2H2 | H2 | |
物質(zhì)的量(mol) | 44.8 | 19.13 | 8.96 | 39.5 |
①計(jì)算可知C2H2的產(chǎn)率α=________。
②出料中C2H2和H2的物質(zhì)的量之比并不等于1:3,可能的原因是________。
【答案】高溫、低壓 +170.9kJ/mol 負(fù)極 O2+4e-+2CO2=CO32- 40% 該反應(yīng)存在較多副反應(yīng)(或甲烷、乙炔分解或乙炔與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)等)
【解析】
(1)高溫、低壓條件有利于CH4的逸出;
(2)①根據(jù)蓋斯定律計(jì)算;
②燃料電池中,通入燃?xì)獾囊粯O是負(fù)極,通入空氣的一極是正極,電解質(zhì)是熔融碳酸鹽;
(3)①產(chǎn)率=×100%;
②有產(chǎn)生氫氣的副反應(yīng)存在導(dǎo)致出料中C2H2和H2的物質(zhì)的量之比不等于1:3。
(1)可燃冰釋放出CH4的過(guò)程中是產(chǎn)生氣體的過(guò)程,高溫、低壓條件有利于CH4的逸出;
(2)①由題意可知:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+H2O(l) H1=-890.3kJ/mol;②H2(g)+O2(g)= H2O(l) H2=-285.8kJ/mol;③H2O(l)=H2O(g) H3=+41kJ/mol;根據(jù)蓋斯定律,①-4②-2③可得CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g) H=-890.3+285.8×4-41×2=+170.9kJ/mol;
②燃料電池中,通入燃?xì)獾囊粯O是負(fù)極,通入空氣的一極是正極,電解質(zhì)是熔融碳酸鹽,則正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2CO2=CO32-;
(3)①題中所給數(shù)據(jù),理論產(chǎn)量為22.4mol,實(shí)際生成C2H2為8.96mol,則產(chǎn)率==40%;
②出料中C2H2和H2的物質(zhì)的量之比并不等于1:3,可能的原因是該反應(yīng)存在較多副反應(yīng)(或甲烷、乙炔分解或乙炔與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)等)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于下列各圖的敘述,正確的是( )
A.甲表示H2與O2發(fā)生反應(yīng)過(guò)程中的能量變化,則H2的燃燒熱為483.6Kjmol﹣1
B.乙表示恒溫恒容條件下發(fā)生的可逆反應(yīng)2NO2N2O4(g)中,各物質(zhì)的濃度與其消耗速率之間的關(guān)系,其中交點(diǎn)A對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為化學(xué)平衡狀態(tài)
C.丙表示A、B兩物質(zhì)的溶解度隨溫度變化情況,將A、B飽和溶液分別由t1℃升溫至t2℃時(shí),溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)B>A
D.丁表示常溫下,稀釋HA、HB兩種酸的稀溶液時(shí),溶液pH隨加水量的變化,則同濃度的NaA溶液的pH小于NaB溶液
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將CO2在一定條件下與H2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為甲醇(CH3OH)是變廢為寶的好方法,一定條件下,每轉(zhuǎn)化44g CO2放出的熱量為49 kJ,CO2轉(zhuǎn)化為甲醇過(guò)程中濃度隨時(shí)間的變化曲線如圖所示(已知反應(yīng)物和生成物在此條件下均為氣體),下列敘述中正確的是( )
A.0~3 min內(nèi),CO2和H2所表達(dá)的平均反應(yīng)速率相等,均為0.5 mol·L-1·min-1
B.此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1
C.此條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
D.降低溫度,此反應(yīng)的平衡常數(shù)可能為0.8
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氮化鎂常用于制備其它超硬、高導(dǎo)熱、耐高溫的氮化物,實(shí)驗(yàn)室用以下裝置制取氮化鎂。已知:Mg+2NH3Mg(NH2)2+H2,Mg3N2是一種淺黃色粉末,易水解。下列說(shuō)法不正確的是
A. 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃乙處酒精燈,再點(diǎn)燃丁處酒精燈
B. 裝置乙的目的是制備N2
C. 裝置丙與裝置戊可以對(duì)調(diào)
D. 取裝置丁所得固體少許,滴入少量蒸餾水,可檢驗(yàn)是否有Mg3N2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某烴A是有機(jī)化學(xué)工業(yè)的基本原料,還是一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,A可發(fā)生如圖所示的一系列化學(xué)反應(yīng),其中①②③屬于同種反應(yīng)類型。根據(jù)圖回答下列問(wèn)題:
(1)寫(xiě)出A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A___,B___,C__,D__。
(2)寫(xiě)出②④兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式,并注明反應(yīng)類型:
②___,反應(yīng)類型:___。
④___,反應(yīng)類型:___。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案,從海帶中提取I2。
(1)操作①的名稱是______。
(2)向?yàn)V液中加入雙氧水的作用是______。
(3)試劑a可以是______(填序號(hào))。
①四氯化碳 ②苯 ③酒精 ④乙酸
(4)I–和IO3-在酸性條件下生成I2的離子方程式是________________。
(5)上圖中,含I2的溶液經(jīng)3步轉(zhuǎn)化為I2的懸濁液,其目的是____________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】阿司匹林是日常生活中應(yīng)用廣泛的醫(yī)藥之一。它可由兩步反應(yīng)生成。
①鄰羥基苯甲醛在一定條件下生成鄰羥基苯甲酸;
②鄰羥基苯甲酸與 CH3COCl 反應(yīng)生成阿司匹林。
下列說(shuō)法正確的是( )
A.反應(yīng)①可使用酸性 KMnO4 溶液作氧化劑
B.反應(yīng)②的另一產(chǎn)物是 HCl
C.1mol 阿司匹林最多可以和 2molNaOH 反應(yīng)
D.鄰羥基苯甲醛分子中在同一平面上的原子最多為 12 個(gè)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了三位為鋰離子電池發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家。磷酸鐵鋰鋰離子電池充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式為,,放電工作示意圖如圖。下列敘述不正確的是
A.放電時(shí),Li+通過(guò)隔膜移向正極
B.放電時(shí),電子由鋁箔沿導(dǎo)線流向銅箔
C.放電時(shí)正極反應(yīng)為:
D.磷酸鐵鋰鋰離子電池充放電過(guò)程通過(guò)Li+遷移實(shí)現(xiàn),C、Fe、P元素化合價(jià)均不發(fā)生變化
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列方程式正確的是
A. AlCl3溶液中加入過(guò)量氨水:Al3++4NH3·H2O=AlO2-+2H2O+4NH4+
B. 碳酸的電離方程式:H2CO32H++CO32-
C. 甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為890.3 kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ·mol-1
D. 向Fe(NO3)2稀溶液中加入鹽酸:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O
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