甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應用前景.請回答:
溫度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
(1)工業(yè)上合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H,在不同溫度下的化學平衡常數(shù)(K)如表所示.
①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷△H
 
(填“>”或“=”或“<”)0.
②300℃時,向容積為1L的密閉容器中充入2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH,此時反應將
 

A.向正方向移動        B.向逆方向移動        C.處于平衡狀態(tài)
(2)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-a kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-b kJ?mol-1
寫出該條件下甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式:
 

(3)改變下列條件,能同時加快正反應的速率,增大CO的轉(zhuǎn)化率的是
 

A.使用催化劑             B.縮小容器體積
C.降低溫度               D.分離CH3OH的物質(zhì)的量
(4)以甲醇、氧氣為原料,KOH溶液作為電解質(zhì)溶液構(gòu)成燃料電池總反應為:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,則負極的電極反應式為
 
考點:化學平衡常數(shù)的含義,熱化學方程式,化學電源新型電池,化學平衡的影響因素
專題:化學平衡專題,電化學專題
分析:(1)①依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析,平衡常數(shù)隨溫度升高減小,說明升溫平衡逆向進行,正反應為放熱反應;
②依據(jù)數(shù)據(jù)計算濃度商,結(jié)合平衡常數(shù)大小比較判斷反應進行的反方向;
(2)依據(jù)熱化學方程式恒容蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式;
(3)改變下列條件,能同時加快正反應的速率,增大CO的轉(zhuǎn)化率,平衡正向進行,依據(jù)反應是氣體體積減小的放熱反應,結(jié)合平衡移動原理分析選項;
(4)甲醇燃料電池中甲醇在負極失電子發(fā)生氧化反應,堿溶液中生成碳酸鹽,用氫氧根離子配平電荷守恒得到電極反應;
解答: 解:(1)①圖表數(shù)據(jù)分析,平衡常數(shù)隨溫度升高減小,說明升溫平衡逆向進行,正反應為放熱反應;
故答案為:<;
②300℃時,平衡常數(shù)K=0.270,CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),向容積為1L的密閉容器中充入2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH,依據(jù)化學方程式計算濃度商Q=
2
32
=0.11<K=0.270,說明平衡正向進行;
故答案為:A.
(2)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-a kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-b kJ?mol-1
依據(jù)蓋斯定律計算
①-②
2
得到甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-
a-b
2
KJ/mol;
故答案為:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-
a-b
2
KJ/mol;
(3)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)反應是氣體體積減小的放熱反應,能同時加快正反應的速率,增大CO的轉(zhuǎn)化率的是,
A.使用催化劑改變反應速率不改變化學平衡,故A不符合;             
B.縮小容器體積壓強增大,反應速率增大,平衡正向進行,一氧化碳轉(zhuǎn)化率增大,故B符合;
C.降低溫度,反應速率減小,平衡正向進行,故C不符合;               
D.分離CH3OH的物質(zhì)的量,減少生成物濃度,平衡正向進行,但反應速率減小,故D不符合;
故答案為:B.
(4)以甲醇、氧氣為原料,KOH溶液作為電解質(zhì)溶液構(gòu)成燃料電池總反應為:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,甲醇燃料電池中甲醇在負極失電子發(fā)生氧化反應,堿溶液中生成碳酸鹽,負極電極反應為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
故答案為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
點評:本題考查了化學平衡常數(shù)影響因素,平衡常數(shù)計算方法,熱化學方程式書寫,原電池原理和電極反應書寫,掌握基礎是關鍵,題目難度中等.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

下表為元素周期表的一部分,元素①-⑦是短周期的主族元素,請參照元素①-⑦在表中的位置,回答下列問題:
(1)寫出④在元素周期表中的位置
 

(2)同壓下②的氣態(tài)氫化物的沸點
 
⑥的氣態(tài)氫化物的沸點(填大于、小于或等于).寫出由③⑦兩種元素組成的化合物的電子式
 

(3)③的最高價氧化物與⑥的最高價氧化物對應的水化物的水溶液反應的離子方程式為:
 

(4)①和⑤形成的化合物是化工行業(yè)已合成的一種硬度很大、熔點很高的晶體,若已知在此化合物中各元素均處于其最高或最低價態(tài),據(jù)此推斷:該化合物的化學式可能是
 
,與該化合物晶體類型相同的是
 
(請用相應的編號填寫).

(5)由①和③形成的化合物甲和乙,甲受到撞擊會分解生成一種固體單質(zhì)和一種氣體單質(zhì),此反應中反應物、固體單質(zhì)和氣體單質(zhì)的物質(zhì)的量之比是2:2:3;乙中加入過量的鹽酸后生成兩種鹽,在其中一種鹽中加入NaOH溶液后加熱,能產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體.則化合物甲的化學式為
 
,化合物乙與過量鹽酸反應的化學方程式為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

如圖所示:

圖中每一方格表示有關的一種反應物或生成物,生成物A、B、C的物質(zhì)的量相等,其中A、C為無色氣體.請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)物質(zhì)X是
 
,C是
 
,F(xiàn)是
 
,G是
 

(2)反應①的化學方程式是
 

(3)反應②的化學方程式是
 

(4)反應③的離子方程式是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

在化學課上,圍繞不活潑金屬能否與硝酸反應,進行了如下實驗探究:在兩支試管中各放入一小塊銅片,分別加入稀硝酸和濃硝酸,立即塞上帶導管的膠塞,并將導管通入另一只盛有NaOH溶液的試管中.
請回答:
(1)實驗中觀察到,其中一支試管中反應較緩慢,產(chǎn)生的一種氣體是
 
(填化學式).
(2)另一支試管中反應劇烈,產(chǎn)生的一種紅棕色氣體是
 
(填化學式),寫出產(chǎn)生該氣體的化學方程式:
 

(3)根據(jù)上述實驗現(xiàn)象,表明硝酸具有
 
(填序號).
①酸性       ②不穩(wěn)定性      ③強氧化性.

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科目:高中化學 來源: 題型:

一定條件下在固定容積的密閉容器中生產(chǎn)尿素的反應如下:
CO2(g)+2NH3(g)═CO(NH22(s)+H2O(g),
(1)該反應的平衡常數(shù)表達式為
 

(2)根據(jù)圖1判斷,該反應的正反應屬于
 
(填“吸熱”或“放熱”)反應;升高溫度,該混合氣體的密度將
 
(填“增大”“減小”或“不變”).

(3)圖2表示某溫度時某些物質(zhì)的物質(zhì)的量(n)隨時間(t)變化的關系.
①圖中達到平衡的點是
 
(填“a、b、c、d、e”).
②v(CO2)正反應速率:a點
 
b點; n(NH3):d 點
 
e點 (填“>”“<”或“=”).
③在其他條件不變的情況下,向處于t2時刻的體系中再充入一定量的CO2(g),下列說法正確的是
 

A.NH3的轉(zhuǎn)化率增大    B.正反應速率加快,逆反應速率減慢
C.平衡常數(shù)K值增大    D.重新達到平衡時,n(NH3)/n(H2O)減。

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科目:高中化學 來源: 題型:

在鋼鐵的冶煉中,常將CO氣體通入紅熱的氧化鐵中,發(fā)生的反應是:Fe2O3+3CO
 高溫 
.
 
2Fe+3CO2.請?zhí)羁眨?br />(1)在上述反應中,該反應中
 
是氧化劑,發(fā)生了
 
反應.
(2)用雙線橋法標出該反應中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目.
 
.若反應生成了11.2g Fe,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

反應:2Cl2(g)+2H2O(g)?4HCl(g)+O2(g)(吸熱反應)建立平衡后,在其它條件不變時(填“變大”、“變小”或“不變”):
(1)體積恒定情況下,通入O2后H2O的物質(zhì)的量
 
;O2的物質(zhì)的量
 
(與未通入O2之前比較);HCl的物質(zhì)的量
 

(2)體積恒定情況下,通入Ne后HCl的物質(zhì)的量
 

(3)加入催化劑,HCl的物質(zhì)的量
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列坩堝中可用于熔化NaOH而不會使其反應的是( 。
A、鐵坩堝B、石英坩堝
C、瓷坩堝D、石墨坩堝

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科目:高中化學 來源: 題型:

俄羅斯科學家在利用回旋加速器進行的實驗中,用含20個質(zhì)子的鈣元素的同位素反復轟擊含95個質(zhì)子的镅元素,結(jié)果4次成功制成4個第115號元素的原子.這4個原子在生成數(shù)微秒后衰變成第113號元素.前者的一種核素為
 
288
115
X
.下列有關敘述正確的是( 。
A、115號元素衰變成113號元素是化學變化
B、核素
 
288
115
X
的質(zhì)量數(shù)與中子數(shù)之差為173
C、113號元素屬于非金屬元素
D、115號元素的最高正化合價是+5

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