分析 (1)依據(jù)反應和圖象分析判斷:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),反應是熵減少的反應△S<0;反應物能量高于生成物的能量,判斷反應是放熱反應,△H<0;
(2)在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示.二氧化碳是反應物隨反應進行濃度減小,甲醇是生成物,隨反應進行濃度增大;10nim內(nèi)達到平衡,生成甲醇濃度為0.75mol/L,二氧化碳濃度變化了0.75mol/L;①依據(jù)化學平衡三段式列式計算判斷;
②依據(jù)化學反應的影響因素和條件逐項分析判斷;
A、反應是放熱反應,升溫平衡逆向進行;
B、將CH3OH(g)及時液化抽出,減小生成物的量平衡正向進行;
C、選擇高效催化劑只能改變速率,不改變化學平衡;
D、再充入l molCO2和4molH2,增大壓強平衡正向進行;
(3)25℃,1.01×105Pa時,16g 液態(tài)甲醇完全燃燒,當恢復到原狀態(tài)時,放出363.3kJ的熱量,依據(jù)書寫熱化學方程式的方法寫出該反應的熱化學方程式為:CH3OH(l)+32O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.6 kJ•mol-1;
(4)選用合適的合金為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,原電池的負極失電子發(fā)生氧化反應,失電子的是甲醇,此電池的負極應加入或通入的物質(zhì)有甲醇、氫氧化鈉、水;負極的電極反應式結合化學方程式為2CH3OH+3O2+4KOH→2K2CO3+6H2O;正極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-;依據(jù)電子守恒,用化學方程式減去正極電極反應得到負極電極反應式.
解答 解:(1)依據(jù)反應和圖象分析判斷:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),反應是熵減少的反應△S<0;反應物能量高于生成物的能量,判斷反應是放熱反應,△H<0,
故答案為:C;
(2)在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示.二氧化碳是反應物隨反應進行濃度減小,甲醇是生成物,隨反應進行濃度增大;10nim內(nèi)達到平衡,生成甲醇濃度為0.75mol/L,二氧化碳濃度變化了0.75mol/L;則
①依據(jù)化學平衡列式計算為:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol/L) 1 4 0 0
變化量(mol/L) 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量(mol/L) 0.25 1.75 0.75 0.75
CO2的平均反應速率v(CO2)=0.75mol10min=0.075mol•L-1•min-1 ;故答案為:0.075 mol•L-1•min-1;
②措施中能使化學平衡向正反應方向移動的是:
A、反應是放熱反應,升溫平衡逆向進行;故A錯誤;
B、將CH3OH(g)及時液化抽出,減小生成物的量,平衡正向進行,故B正確;
C、選擇高效催化劑只能改變速率,不改變化學平衡,故C錯誤;
D、再充入l molCO2和4molH2,增大壓強平衡正向進行,故D正確;
故答案為:BD;
(3)25℃,1.01×105Pa時,16g 液態(tài)甲醇物質(zhì)的量為0.5mol,完全燃燒,當恢復到原狀態(tài)時,放出363.3kJ的熱量,依據(jù)書寫熱化學方程式的方法寫出該反應的熱化學方程式為:CH3OH(l)+32O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.6 kJ•mol-1;
故答案為:CH3OH(l)+32O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.6 kJ•mol-1;
(4)選用合適的合金為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,原電池的負極失電子發(fā)生氧化反應,失電子的是甲醇,此電池的負極應加入或通入的物質(zhì)有甲醇、氫氧化鈉、水;負極的電極反應式結合化學方程式為2CH3OH+3O2+4KOH→2K2CO3+6H2O;正極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-;依據(jù)電子守恒,用化學方程式減去正極電極反應得到負極電極反應式為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,
故答案為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O.
點評 本題考查了反應的焓變判斷,熱化學方程式的書寫原則,電極反應和電池反應的分析書寫,化學平衡的影響因素判斷平衡移動方向,化學平衡的計算的應用,圖象分析是關鍵.綜合性較大,難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 能量轉化形式相同 | B. | 兩極的名稱相同 | ||
C. | 負極和陰極上移向的離子類別相同 | D. | 負極和陽極上發(fā)生的反應類型相同 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 沸點:H2O<H2S<H2Se | B. | 半徑:F->Na+>Mg2+>Al3+ | ||
C. | 酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4 | D. | 熔點:SiO2>NaCl>CO2 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 油脂、熱的純堿溶液 | B. | 硫黃、CS2 | ||
C. | 水垢、食醋 | D. | 石蠟、蒸餾水 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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