(12分)甲醇是一種新型的汽車動力燃料,工業(yè)上可通過CO和H2化合制備甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ⊿H
已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵
C—C
C—H
H—H
C—O
C≡O(shè)
H—O
鍵能/kJ·mol-1
348
413
436
358
1072
463
請回答下列問題:
(1)已知CO中的C與O之間為叁鍵連接,該反應(yīng)的⊿H =        ;
(2)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成甲醇的反應(yīng),在容積固定為2L的密閉容器內(nèi)充入1molCO和2molH2,加入合適催化劑(體積可以忽略不計)后在250°C開始反應(yīng),并用壓力計監(jiān)測容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化如下:
反應(yīng)時間/min
0
5
10
15
20
25
壓強(qiáng)/MPa
12.6
10.8
9.5
8.7
8.4
8.4
則從反應(yīng)開始到20min時,以CO表示的平均反應(yīng)速率=      ,該溫度下平衡常數(shù)K=         ,若升高溫度則K值          (填“增大”、“減小”或“不變”);
(3)下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是         ;
A、容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
B、2v(H2)=v(CH3OH)
C、容器中氣體的壓強(qiáng)保持不變                
D、單位時間內(nèi)生成nmolCO的同時生成2nmolH2
(4)甲醇-空氣燃料電池(DMFC)是一種高效能、輕污染電動汽車的車載電池,其工作原理示意圖如右,該燃料電池的電池反應(yīng)式為2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l),則負(fù)極的電極反應(yīng)式為                                
(12分) (1) -116 kJ·mol1    (2) 0.0125 mol·L1·min1 , 4 , 減小
(3)AC              (4) 2 CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+
(1)反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值,所以根據(jù)反應(yīng)式可知,該反應(yīng)的△H=1072kJ·mol+2×436kJ·mol-3×412kJ·mol-358kJ·mol-463kJ·mol=-116kJ·mol.
(2)            CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始量(mol)    1      2           0
轉(zhuǎn)化量(mol)    x      2x          x
平衡量(mol)  1-x   2-2x         x
所以有
解得x=0.5
CO表示的平均反應(yīng)速率是=0.0125 mol·L1·min1。該溫度下平衡常數(shù)K=;正反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)減小。
(3)在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài);旌蠚獾钠骄鄬Ψ肿淤|(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值,質(zhì)量不變,但物質(zhì)的量是變化的,所以A可以說明;B中反應(yīng)速率的方向相反,但不滿足速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比,不能說明;反應(yīng)是體積減小的,所以壓強(qiáng)也是減小的,C可以說明;D中反應(yīng)速率的方向是相同的,速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比,因此D中的關(guān)系始終是成立,不正確,答案選AC。
(4)原電池中負(fù)極失去電子,所以甲醇在負(fù)極通入。由于質(zhì)子交換膜只能允許氫離子通過,所以負(fù)極電極反應(yīng)式是2 CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列敘述中正確的是
A.電解法精煉銅時,以粗銅作陰極,純銅作陽極
B.向沸水中滴加FeCl3飽和溶液制備Fe(OH)3膠體
C.常溫下,將pH =10的氨水稀釋,溶液中所有離子濃度都減小
D.反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的△H<0

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

歸納法是髙中化學(xué)學(xué)習(xí)常用的方法之一,某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了《化學(xué)反應(yīng)原理》后作出了如下的歸納總結(jié):(均在常溫下)
①pH=1的強(qiáng)酸溶液,加水稀釋后,溶液中離子濃度都降低。
②pH=2的鹽酸和pH=l的鹽酸,c(H+)之比為2 :1
③pH相等的三種溶液:a.CH3COONa   b.NaHCO3  c.NaOH,其溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度由小到大順序?yàn)椋篶、b、a
④反應(yīng)2A(s)+B (g)="2C" (g)+D (g)不能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)△H一定大于0
⑤已知醋酸電離平衡常數(shù)為Ka,醋酸根水解常數(shù)為Kb,水的離子積為Kw,則三者關(guān)系為:Ka·Kb=Kw
⑥反應(yīng)A(g)="2" B (g) △H,若正反應(yīng)的活化能為Ea kJ·mol-1,逆反應(yīng)的活化能為Eb kJ.mol-1,則△H=(Ea-Eb)kJ·mol-1
上述歸納正確的是
A.全部B.③④⑤⑥C.②④⑤⑥D.①②④⑤

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:計算題

(13分)按要求完成下列各小題。
(1)用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇的反應(yīng)原理:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵
C-C
C-H
H-H
C-O
C=O
H-O
鍵能/kJ·mol-1
348
413
436
358
750
463
計算反應(yīng)上述反應(yīng)的焓變△H=_______________________
寫出上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=__________________,若升高溫度,則平衡常數(shù)K________(填“增大”或“減小”或“不變”)。該反應(yīng)的△S______0(填“>”或“<”或“=”),在 _________(填“較高”或“較低”)溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。
(2)在25℃下,向濃度均為0.01 mol?L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化學(xué)式),生成該沉淀的離子方程式為________________。
(已知25℃時Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Al(OH)3]=3×10-34。)
(3)某溫度(t℃)時,測得0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=11。在此溫度下,將pH=2的H2SO4溶液VaL與pH=12的NaOH溶液VbL混合,若所得混合液為中性,則Va︰Vb              。
(4)在25℃時,將cmol·L-1的醋酸溶液與0.02mol·L-1NaOH溶液等體積混合后溶液剛好呈中性,用含c的代數(shù)式表示CH3COOH的電離常數(shù)Ka=____________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

有關(guān)下列圖像說法正確的是(  )
A.由圖1可知合成氨反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng),加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎珽和△H都減小
B.圖2表示向含有H+、Mg2+、Al3+、NH4+中加入NaOH溶液與產(chǎn)生沉淀質(zhì)量的變化關(guān)系
C.圖3表示合成氨反應(yīng)在其他條件不變的情況下,改變起始物n(H2)對此反應(yīng)平衡的影響。可知反應(yīng)物N2的轉(zhuǎn)化率最高的是b點(diǎn);T1>T2,K2> K1(T1和T2表示溫度,K1、K2表示對應(yīng)溫度下平衡常數(shù))
D.圖4表示25℃時,用0.1 mol·L-1鹽酸滴定20 mL 0.1 mol·L-1氨水的pH隨加入鹽酸體積的變化

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列圖示與對應(yīng)的敘述相符合的是
A.圖l為某金屬單質(zhì)晶體中原子的堆積方式,則其晶胞構(gòu)型為體心立方
B.圖2為鋼閘門的防腐原理示意圖,則鋼閘門應(yīng)與電源的正極相連
C.圖3表示CH3COOH溶液中加水時溶液的導(dǎo)電性變化,則CH3COOH溶液的pH:a>b
D.圖4表示在容積相同的恒容密閉容器中,等量的N02在不同溫度下反應(yīng):
2N02(g) N204(g),相同時間后測得N02含量的曲線,則該反應(yīng)的△H<O

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列表述正確的是(    )
A.水晶是無色透明的晶體,可用制作硅太陽能電池
B.配制0.1 mol/LNaCl溶液,若定容時俯視,則所得溶液濃度偏。ㄆ渌僮骶_)
C.向純水中加入鹽酸或氫氧化鈉都能使水的電離平衡逆向移動,水的離子積不變
D.已知:(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H="+74.9" kJ·mol-1,因此該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

一氧化碳是一種用途相當(dāng)廣泛的化工基礎(chǔ)原料。
(1)利用下列反應(yīng)可以將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度達(dá)99.9%的高純鎳:
 
則該反應(yīng)的△H      0(選填“>” 或“<”)。
(2)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫。已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g)           △H1=-393.5kJ.mol-1
CO2(g)+C(s)=2CO(g)         △H2=+172.5kJ.mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g)          △H3=-296.0kJ.mol-1
請寫出CO除SO2的熱化學(xué)方程式                                          。
(3)工業(yè)上用一氧化碳制取氫氣的反應(yīng)為:CO(g)+H2O     CO2(g)+H2(g),已知420℃時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為9.0。如果反應(yīng)開始時,在2L的密閉容器中充入CO和H2O的物質(zhì)的量都是0.60mol,5min末達(dá)到平衡,則此時CO的轉(zhuǎn)化率為            ,H2的平均生成速率為             。
(4)下圖中圖1是一種新型燃料電池,它以CO為燃料,一定比例的Li2CO3Na2CO3熔融混合物為電解質(zhì),圖2是粗銅精煉的裝置圖,現(xiàn)用燃料電池為電源進(jìn)行粗銅的精煉實(shí)驗(yàn)。

回答下列問題:
①寫出A極發(fā)生的電極反應(yīng)式                               。
②要用燃料電池為電源進(jìn)行粗銅的精煉實(shí)驗(yàn),則B極應(yīng)該與       極(填“C”或“D”)相連。
③當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCO時,C電極的質(zhì)量變化為                。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

在密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng):(Ⅰ)2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH<0,(Ⅱ)3A(g) D(g)+E(g) ΔH>0,達(dá)到平衡后,改變下列條件均能使反應(yīng)(Ⅰ)(Ⅱ)中A的轉(zhuǎn)化率增大的是
①縮小容器容積、谏邷囟取、墼黾覣的濃度
A.僅①B.①③C.①②③D.都不能

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案