(15分)甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景.請回答下列與甲醇有關(guān)的問題.
(1)甲醇分子是____________分子(填“極性”或“非極性”).
(2)工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H=﹣86.6KJ/mol,在T℃時,往一個體積固定為1L的密閉容器中加入1mol CO和2mol H2,反應(yīng)達到平衡時,容器內(nèi)的壓強是開始時的3/5.
①達到平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率為____________
②下列選項能判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù)的有____________
A.2v(H2)=v(CH3OH)B.CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率
C.容器內(nèi)的壓強保持不變D.混合氣體的密度保持不變
E.混合氣體的顏色保持不變    F.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化
(3)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)     △H=﹣akJ·mol﹣1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)                    △H=﹣bkl·mol﹣1
③H2O(g)=H2O(1)                           △H=﹣ckJ·mol1
則CH3OH(1)+O2(g)==CO(g)+2H2O(1)           △H=____________kJ·mol1
(4)由甲醇、氧氣和NaOH溶液構(gòu)成的新型手機電池,可使手機連續(xù)使用一個月才充一次電.
①該電池負極的電極反應(yīng)式為____________________________________.
②若以該電池為電源,用石墨做電極電解200mL含有如下離子的溶液.
離子
Cu2+
H+
Cl
SO42
c/mol·L﹣1
0.5
2
2
0.5
   電解一段時間后,當兩極收集到相同體積(相同條件)的氣體時(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)陽極上收集到氧氣的質(zhì)量為____________.
(1)極性(2分)
(2)60%(2分)   CF(2分,全對得2分,只選1個且正確的得1分,選錯1個扣1分)
(3)(b-a-4c)/2(3分)
(4)CH3OH-6e+8OH=CO32+6H2O(3分)  3.2g(3分,數(shù)值正確、未寫單位的扣1分)

試題分析:(1)甲醇分子中的化學鍵都是極性鍵,且甲醇分子結(jié)構(gòu)不對稱,故甲醇是極性分子;(2)①根據(jù)化學平衡三行式計算,設(shè)消耗的一氧化碳物質(zhì)的量為x;
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始量(mol) 1          2             0
變化量(mol) x       2x         x
平衡量(mol)1-x     2-2x         x
1-x+2-2x+x=3×3/5x=0.6
一氧化碳轉(zhuǎn)化率=60%;②A、2v(H2)=v(CH3OH),沒有明確是正、逆反應(yīng)速率 ,且速率之比不等于化學計量數(shù)之比,不能作為平衡標志,錯誤;B、CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率,均為正反應(yīng)速率,不能作為平衡標志,錯誤;C、隨著反應(yīng)的進行,容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量不斷改變,容器內(nèi)的壓強不斷改變,若容器內(nèi)的壓強保持不變,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),正確;D、根據(jù)質(zhì)量守恒定律知,容器內(nèi)氣體質(zhì)量不變,體積固定,混合氣體的密度保持不變,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),錯誤;E、反應(yīng)混合氣中各組分均為無色氣體,混合氣體的顏色保持不變,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),錯誤;F、根據(jù)質(zhì)量守恒定律知,隨著反應(yīng)的進行,容器內(nèi)氣體質(zhì)量不變,物質(zhì)的量變化,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不斷變化,若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),正確;選CF;(3)①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H═-akJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H═-bkJ?mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H═-ckJ?mol-1
依據(jù)蓋斯定律計算,①/2—②/2+③×2得到熱化學方程式:CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(l)△H═(b-a-4c)/2 kJ·mol﹣1;(4)①由甲醇、氧氣和NaOH溶液構(gòu)成的燃料電池,通入甲醇的一極發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根和水,作原電池的負極,電極反應(yīng)式為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;②根據(jù)題意知,陽極電極反應(yīng)為:2Cl  --2e-=Cl2↑,4OH--4e-=2H2O+O2↑,  陰極電極反應(yīng)為:Cu2++2e-=Cu, 2H++2e-=H2↑;陽極氯氣和陰極氫氣相同,設(shè)陽極生成的氧氣物質(zhì)的量為x,陰極上也應(yīng)生成氫氣物質(zhì)的量x,根據(jù)電子守恒將題給數(shù)據(jù)代入列式:0.4+4x=0.2+0.4+2x,解得x=0.1mol,陽極上收集到氧氣的物質(zhì)的量0.1mol,質(zhì)量為3.2g。
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相關(guān)習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列物質(zhì)中,既含有離子鍵又含有共價鍵的是( 。
A.CO2B.Na2OC.CaCl2D.NH4Cl

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列物質(zhì)加入水中發(fā)生吸熱過程的是(  )
A.生石灰B.固體NaOHC.濃硫酸D.固體NH4NO3

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:問答題

已知101kP時,1mol白磷(P4)固體完全燃燒生成P4O10固體,放熱2983.2kJ;而1mol紅磷(P)固體完全燃燒生成P4O10固體,放熱738.5kJ,據(jù)此判斷:
(1)紅磷一定條件下轉(zhuǎn)化為白磷是______(填“放熱”、“吸熱”)反應(yīng);相同條件下,白磷的穩(wěn)定性比紅磷______(填“強”、“弱”);白磷一定條件下轉(zhuǎn)化為紅磷時,斷裂舊鍵所吸收的能量______(填“高”、“低”)于形成新鍵所放出的能量;
(2)紅磷、白磷的關(guān)系屬于______
①同系物②同分異構(gòu)體③同素異形體④同位素.

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

在1200℃時,天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應(yīng)
①H2S(g)+ O2(g)=SO2(g)+H2O(g)   △H1        
②2H2S(g)+SO2(g)=S2 (g)+2H2O(g)   △H2
③H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g)    △H3  
④  2S(g) =S2(g)         △H4
則△H4的正確表達式為
A.△H4=(△H1+△H2-3△H3B.△H4=(3△H3-△H1-△H2
C.△H4=(△H1+△H2-3△H3D.△H4=(△H1-△H2-3△H3

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(1)合成氨工業(yè)中氫氣可由天然氣和水反應(yīng)制備,其主要反應(yīng)為:
CH4(g)+ 2H2O­(g) CO2(g)+4H(g)
反應(yīng)過程中能量變化如圖所示,

則該反應(yīng)為     反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)
若已知,破壞1mol化學鍵需要吸收的熱量如下表所示:
化學鍵
C—H
O—H
C=O
H—H
 吸收熱量(kJ/mol)
a
b
c
d
則該反應(yīng)吸收或放出熱量為             kJ(用含a b c d字母的代數(shù)式表示)
(2)某溫度下,10L密閉容器中充入2mol CH4和3mol H2O(g),發(fā)生
CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2 (g)反應(yīng), 反應(yīng)進行到4s時CO2的濃度為0.08mol/L,再過一段時間反應(yīng)達平衡,平衡時容器的壓強是起始時的1.4倍。
則 ① 前4s以H2O(g)濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為多少?②4s時,混合氣體中H2的體積分數(shù)為多少?③ 平衡時,CH4的濃度是多少?
(要求:寫出計算過程)

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(14分)2013年12月2日,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭將“嫦娥三號”探月衛(wèi)星成功送入太空,進一步向廣寒宮探索!伴L征三號甲”是三級液體助推火箭,一、二級為常規(guī)燃料,常規(guī)燃料通常指以肼(N2H4)為燃料,以二氧化氮做氧化劑。
Ⅰ.常規(guī)燃料通常指以肼(N2H4)為燃料,以二氧化氮做氧化劑。但有人認為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑,反應(yīng)釋放的能量更大(兩者反應(yīng)生成氮氣和氟化氫氣體)。
已知:①N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)  △H = -543kJ·mol-1
H2(g)+  F2(g)  =  HF(g)     △H = -269kJ·mol-1
③H2(g)+  O2(g)  =  H2O(g)     △H = -242kJ·mol-1
請寫出肼和氟氣反應(yīng)的熱化學方程式:_____________________________。
Ⅱ.氧化劑二氧化氮可由NO和 O2生成,已知在2 L密閉容器內(nèi),800 ℃時反應(yīng):
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)  ΔH 的體系中,n(NO)隨時間的變化如表:
時間(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.200
0.100
0.080
0.050
0.050
0.050
n(O2)(mol)
0.100
0.050
0.040
0.025
0.025
0.025
(1)已知:K800℃>K1000℃,則該反應(yīng)的ΔH ______0(填“大于”或“小于”),用O2表示從0~2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率為__________。
(2)能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是________。
A.容器內(nèi)顏色保持不變                  B. 2v(NO)=v(O2)
C.容器內(nèi)壓強保持不變                  D.容器內(nèi)密度保持不變
(3)為使該反應(yīng)的速率增大,提高NO的轉(zhuǎn)化率,且平衡向正反應(yīng)方向移動應(yīng)采取的措施有          。
(4)在上述條件下,計算通入2 mol NO和1 mol O2的平衡常數(shù)K=______________
(5)在上述條件下,若開始通入的是0.2 mol NO2氣體,達到化學平衡時,則NO2的轉(zhuǎn)化率為       

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

已知:HCN(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的△H=" -12.1kJ" /mol;HCl(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的△H =" -55.6kJ/" mol。則HCN在水溶液中電離的ΔH等于
A.-67.7 kJ /molB.-43.5kJ /mol
C.+43.5 kJ/ molD.+67.7 kJ/ mol

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

利用N2和H2可以實現(xiàn)NH3的工業(yè)合成,而氨又可以進一步制備硝酸,在工業(yè)上一般可進行連續(xù)生產(chǎn)。請回答下列問題:
(1)已知:N2(g)+O2(g) = 2NO(g)           △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)    △H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)         △H=-483.6kJ/mol
寫出氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮氣體和水蒸氣的熱化學方程式為
           。
(2)某科研小組研究:在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應(yīng)的影響。
實驗結(jié)果如圖所示:

(圖中T表示溫度,n表示物質(zhì)的量)
①圖像中T2和T1的關(guān)系是:T2           T1(填“高于”“低于”“等于”“無法確定”)
②比較在a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中,反應(yīng)物N2 的轉(zhuǎn)化率最高的是(填字母)。                     
③若容器容積為1L,在起始體系中加入1mol N2 ,n=3mol反應(yīng)達到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為60%,則此 條件下(T2),反應(yīng)的平衡常數(shù)K=               。保持容器體積不變,再向容器中加入1mol N2,3mol H2反應(yīng)達到平衡時,氫氣的轉(zhuǎn)化率將
(填“增大”、“減”或“不變”)。
(3)N2O5是一種新型硝化劑,其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注。
①一定溫度下,在恒容密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng):
2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0下表為反應(yīng)在T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)
t/s
0
50
100
c(N2O5)/mol·L—1
5.0
3.5
2.4
 
則50s內(nèi)NO2的平均生成速率為                    
②現(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池,采用電解法制備N2O5,裝置如圖所示,其中Y為CO2。

寫出石墨I電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式                              
在電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式為                                 

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