【題目】甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上在一定條件下可利用反應(yīng)I和II來制備:
(1)已知在25°C、101kPa下,1 g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68 kJ,則表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_______________________。
(2)將1.0 molCH4和2.0 molH2O(g)通入容積為10 L密閉容器中,CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)(I),CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示:
①該反應(yīng)的△H______0,圖中的p1 ____ p2(填“<”、“>”或“=”)
②已知100℃時達(dá)到平衡所需的時間為5 min,則用H2表示的平均反應(yīng)速率為________________,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______(mol·L-1)2
(3)在壓強(qiáng)為0.1MPa條件下,amolCO與3amolH2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0(Ⅱ)若容器的容積不變,下列措施可增大甲醇產(chǎn)率的是___________(填序號).
A.升高溫度 B.將CH3OH(g)從體系中分離出來
C.恒容下充入He,使體系的總壓強(qiáng)增大 D.再充入amolCO和3amolH2.
(4)為提高燃燒效率,某燃料電池以甲醇原料,NaOH溶液為電解質(zhì),其負(fù)極電極反應(yīng)式為______________
【答案】CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -725.76 kJ·mol-1 > < 0.030 molL-1min-1 2.25×10-2 BD CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
【解析】
(1)結(jié)合燃燒熱的概念書寫甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式;
(2)①根據(jù)CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系分析判斷;
②根據(jù)v=計(jì)算反應(yīng)速率,根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的含義計(jì)算K;
(3)平衡正向移動,就可以提高甲醇的產(chǎn)率;
(4)在燃料電池中,通入燃料的電極為負(fù)極,負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),通入O2或空氣的電極為正極,正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性書寫電極反應(yīng)式。
(1)甲醇的相對分子質(zhì)量是32,在25°C、101 kPa下,1 g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68 kJ,則32 g甲醇完全燃燒放出熱量為Q=22.68 kJ×32=725.76 kJ,所以表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.76 kJ·mol-1;
(2)①根據(jù)圖象可知:在壓強(qiáng)不變時,溫度升高,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明升高溫度,化學(xué)平衡正向移動。根據(jù)平衡移動原理:升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故△H>0;該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),在溫度不變時,增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向氣體體積減小的逆反應(yīng)方向移動。根據(jù)圖象可知,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率:p1>p2,說明壓強(qiáng):p1<p2;
②將1.0 molCH4和2.0 molH2O(g)通入容積為10 L密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),在100℃時達(dá)到平衡所需的時間為5 min,甲烷轉(zhuǎn)化率為0.5,則反應(yīng)的CH4的濃度為△c(CH4)==0.05 mol/L,△c(H2O)= △c(CO)=△c(CH4)=0.05 mol/L,則△c(H2)=3△c(CH4)=0.15 mol/L,所以v(H2)==0.030 mol/(L·min);平衡時:c(CH4)=0.05 mol/L,c(H2O)=(2 mol÷10 L)- 0.05 mol/L=0.15 mol/L,c(CO)= 0.05 mol/L,c(H2)= 0.15 mol/L,所以該溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K==2.25×10-2;
(3)根據(jù)方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0可知:該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)。
A. 升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動,甲醇產(chǎn)率降低,A不符合題意; B. 將CH3OH(g)從體系中分離出來,即減小生成物濃度,平衡正向移動,甲醇產(chǎn)率增大,B符合題意;
C. 恒容下充入He,使體系的總壓強(qiáng)增大,平衡混合物中各組分的濃度不變,化學(xué)平衡不移動,甲醇產(chǎn)率不變,C不符合題意;
D. 再充入amolCO和3amolH2,由于CO、H2反應(yīng)的物質(zhì)的量的比是1:2,所以相當(dāng)于充入amolCO和2amolH2,反應(yīng)達(dá)到平衡后又加入amolH2。充入amolCO和2amolH2,就是增大體積的壓強(qiáng),平衡正向移動,產(chǎn)生更多甲醇;反應(yīng)達(dá)到平衡后又加入amolH2,增大H2的濃度,平衡正向移動,又產(chǎn)生甲醇,因此最終達(dá)到平衡時,甲醇產(chǎn)率增大,D符合題意;
故合理選項(xiàng)是BD;
(4)為提高燃燒效率,某燃料電池以甲醇原料,NaOH溶液為電解質(zhì),在燃料電池中,通入燃料的電極為負(fù)極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),由于電解質(zhì)溶液為堿性,因此燃料甲醇反應(yīng)產(chǎn)生的CO2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)的數(shù)據(jù):
據(jù)此回答下列問題:
(1)A組屬于___________晶體,其熔化時克服的微粒間的作用力是__________________。
(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是___________________(填序號)。
①有金屬光澤 ②導(dǎo)電性 ③導(dǎo)熱性 ④延展性
(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于_______________________________________。
(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是_________________(填序號)。
①硬度小 ②水溶液能導(dǎo)電 ③固體能導(dǎo)電 ④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電
(5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?/span>NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因解釋為_______________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,向1L0.01mol·L-1一元酸HR溶液中逐漸通入氨氣[常溫下NH3·H2O電離平衡常數(shù)K=1.76×10-5],保持溫度和溶液體積不變,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述不正確的是
A.0.01mol·L-1HR溶液的pH約為4
B.隨著氨氣的通入,逐漸減小
C.當(dāng)溶液為堿性時,c(R-)>c(HR)
D.當(dāng)通入0.01 mol NH3時,溶液中存在:c(R-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】莫爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)26H2O]是一種重要的還原劑,在空氣中比一般的 亞鐵鹽穩(wěn)定。某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)制備少量的莫爾鹽并測定其純度。
回答下列問題:
Ⅰ.制取莫爾鹽
(1)連接裝置,檢査裝置氣密性。將 0.1mol(NH4)2SO4晶體置于玻璃儀器中 __填儀器 名稱),將 6.0g 潔浄鐵屑加入錐形瓶中。
(2)①打開分液漏斗瓶塞,關(guān)閉活塞 K3,打開 K2、K1,加完 55.0mL2mol·L-1 稀硫酸后關(guān)閉K1。
②待大部分鐵粉溶解后,打開 K3、關(guān)閉 K2,此時可以看到的現(xiàn)象為__________;原因是____________。
③關(guān)閉活塞 K2、K3,采用 100℃水浴蒸發(fā) B中水分,液面產(chǎn)生晶膜時,停止加熱,冷卻結(jié)晶、_______________、用無水乙醇洗滌晶體。該反應(yīng)中硫酸需過量,保持溶液的 pH 在 1~2 之間, 其目的為_______________。
④裝置 C 的作用為 _____,裝置 C 存在的缺點(diǎn)是_____。
Ⅱ.測定莫爾鹽樣品的純度:取mg該樣品配制成 1L 溶液,分別設(shè)計(jì)如下兩個實(shí)驗(yàn)方案,請回答:
方案一:取20.00mL所配硫酸亞鐵銨溶液用0.1000mol·L-1的酸性K2Cr2O7溶液進(jìn)行滴定。重復(fù)三次。
(1)已知:Cr2O72-還原產(chǎn)物為Cr3+,寫出此反應(yīng)的離子方程式_____。
(2)滴定時必須選用的儀器是_____。
①②③④⑤⑥⑦
方案二:取20.00mL所配硫酸亞鐵銨溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。[(NH4)2Fe(SO4)26H2O,Mr=392,BaSO4,Mr=233]
待測液→足量的 BaCl2 溶液→過濾→洗滌→干燥→稱量→wg 固體
(3)莫爾鹽晶體純度為_____(用含 m、w 的式子表示,不用算出結(jié)果)。
(4)若實(shí)驗(yàn)操作都正確,但方案一的測定結(jié)果總是小于方案二,其可能原因?yàn)?/span>_____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知水的電離方程式:H2OH++OH-。下列敘述中,正確的是
A.向水中通入少量氯化氫氣體,c(H+)增大,KW不變
B.向水中加入氨水,平衡向逆反應(yīng)方向移動,c(OH-)降低
C.升高溫度,KW增大,pH不變
D.向水中加入少量固體CH3COONa,平衡向逆反應(yīng)方向移動,c(H+)降低
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某溫度下,在2L的密閉容器中,加入1molX(g)和2molY(g)發(fā)生反應(yīng):X(g)+m Y(g)3Z(g),平衡時,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1molZ(g),再次達(dá)到平衡后,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是
A. m=2
B. 兩次平衡的平衡常數(shù)相同
C. X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1:1
D. 第二次平衡時,Z的濃度為0.4 mol·L-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后,置于如圖所示裝置中,進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是
A. 鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe3eFe3+
B. 鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能
C. 活性炭的存在會加速鐵的腐蝕
D. 以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(16分)某學(xué)生欲用已知物質(zhì)的量濃度的鹽酸來測定未知物質(zhì)的量濃度的氫氧化鈉溶液時,選擇甲基橙作指示劑。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>
(1)用標(biāo)準(zhǔn)的鹽酸溶液滴定待測的氫氧化鈉溶液時,左手把握酸式滴定管的活塞,右手搖動錐形瓶,眼睛注視_______ ________。直到因加入一滴鹽酸后,溶液由黃色變?yōu)槌壬,并_______________為止。
(2)下列操作中可能使所測氫氧化鈉溶液的濃度數(shù)值偏低的是_______________
(A)酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液潤洗就直接注入標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液
(B)滴定前盛放氫氧化鈉溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒有干燥
(C)酸式滴定管在滴定前有氣泡,滴定后氣泡消失
(D)讀取鹽酸體積時,開始仰視讀數(shù),滴定結(jié)束時俯視讀數(shù)
(3)若滴定開始和結(jié)束時,酸式滴定管中的液面如圖所示:則起始讀數(shù)為_________mL,終點(diǎn)讀數(shù)為_____________mL;所用鹽酸溶液的體積為______________ mL。
(4)某學(xué)生根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)分別記錄有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
請用上述數(shù)據(jù)列式計(jì)算該氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】炭黑是霧霾中的重要顆粒物,研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子,生成活化氧,活化過程的能量變化模擬計(jì)算結(jié)果如圖所示,活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列說法錯誤的是
A. 氧分子的活化包括O-O鍵的斷裂與C-O鍵的生成
B. 每活化一個氧分子放出0.29eV的能量
C. 水可使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低0.42eV
D. 炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的催化劑
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