如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視,所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題.

(1)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中.進(jìn)行反應(yīng)CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)得到如下兩組數(shù)據(jù):

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

溫度/℃

起始量/mol

平衡梁/mol

達(dá)到平衡所需時(shí)間/nin

 

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

6

2

900

2

1

0.4

1.6

3

①實(shí)驗(yàn)1從開始到達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),以v(CO2)表示的反應(yīng)速率為  .(精確到0.01,下同)

②該反應(yīng)為  (填“吸”或“放”)熱反應(yīng),實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K=  

(2)以二甲醚(CH3OCH3)、空氣、氫氧化鉀為原料,鉑為電極可構(gòu)成燃料電池,其工作原理  與甲烷燃料電池的原理相似.請(qǐng)寫出該電池負(fù)極上的電極反應(yīng)式:  

(3)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱分別為﹣285.8kJ•mol﹣1、﹣283.0kJ•mol ﹣1和﹣726.5kJ•mol﹣1.請(qǐng)寫出甲醇(CH3OH)不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式: 


考點(diǎn):

化學(xué)平衡的計(jì)算;有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算;原電池和電解池的工作原理..

分析:

(1)①已知平衡時(shí)c(H2)=1.6mol,所以c(CO2)=1.6mol,根據(jù)公式求出v(CO2

②第二組溫度比第一組高,反應(yīng)物物質(zhì)的量比第一組減半,但是平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量比第一組的一半少,表明該反應(yīng)為放熱反應(yīng);依據(jù)圖表數(shù)據(jù)列式計(jì)算平衡濃度,結(jié)合化學(xué)平衡常數(shù)概念計(jì)算;

(2)負(fù)極上是燃料甲醚發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成CO32和H2O;

(3)根據(jù)CO和CH3OH的燃燒熱先書寫熱方程式,再利用蓋斯定律來分析甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式.

解答:

解:(1)①已知平衡時(shí)c(H2)=1.6mol,所以c(CO2)=1.6mol,v(CO2)==0.13mol/(L•min),故答案為:0.13mol/(L•min);

②實(shí)驗(yàn)1中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=40%,實(shí)驗(yàn)2中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=20%,則實(shí)驗(yàn)1的轉(zhuǎn)化率大于實(shí)驗(yàn)2,則說明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)放熱,實(shí)驗(yàn)2條件下,

         H2O(g)+CO(g)⇌CO2(g)+H2(g)

初始濃度 0.5mol/L 1mol/L   0       0

轉(zhuǎn)化濃度 0.2mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l 0.2mol/l

平衡濃度 0.3mol/L 0.8mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l

K===0.17,

故答案為:放;0.17;

(3)負(fù)極上是燃料甲醚發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),在堿性環(huán)境下,即為:CH3OCH3+160H﹣12e═2CO32+11H2O,故答案為:CH3OCH3+160H﹣12e═2CO32+11H2O;

(4)由CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱△H分別為﹣283.0kJ•mol﹣1和﹣726.5kJ•mol﹣1,則

①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=﹣283.0kJ•mol﹣1

②CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H=﹣726.5kJ•mol﹣1

由蓋斯定律可知用②﹣①得反應(yīng)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l),該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=﹣726.5kJ•mol﹣1﹣(﹣283.0kJ•mol﹣1)=﹣443.5kJ•mol﹣1,

故答案為:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l)△H=﹣443.5kJ•mol﹣1

點(diǎn)評(píng):

本題考查了平衡常數(shù)計(jì)算應(yīng)用,蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用,原電池電極反應(yīng)的書寫方法,題目難度中等.


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


已知在25 ℃條件下向10.00 mL 0.1 mol·L-1 HCOOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,其pH變化曲線如圖所示(忽略溫度變化)。下列說法中不正確的是(  )

A.a點(diǎn)表示的溶液中c(HCOO-)約為10-3 mol·L-1

B.用25 mL的酸式滴定管量取HCOOH溶液

C.c點(diǎn)NaOH溶液的體積小于10 mL

D.在a、c間任一點(diǎn),溶液中一定都有c(Na+)>c(HCOO-)> c(H+)>c(OH-)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


已知以下兩個(gè)氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式:

①Cl2+H2O===HCl+HClO

②2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe

(1)用單線橋法表示反應(yīng)②中的電子轉(zhuǎn)移情況:______。

(2)若反應(yīng)②中每生成1 mol Fe,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是:________。

(3)將反應(yīng)①改寫成離子方程式:________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


已知?dú)浞嵩谒芤褐薪⑷缦码婋x平衡:HF⇌H++F,如只改變一個(gè)條件一定可以使減小的是( 。

 

A.

通氯化氫氣體

B.

加入少量氟化鉀固體

 

C.

加入少氫氧化鈉固體

D.

通入少量氟化氫氣體

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


Li﹣SOCl2電池可用于心臟起搏器.該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是LiAlCl4﹣SOCl2.電池的總反應(yīng)可表示為:4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2

(1)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為 

(2)SOCl2易揮發(fā),實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成. 如果把少量水滴到SOCl2中,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


只有一種元素的物質(zhì)( 。

 

A.

可能是純凈物也可能是混合物

B.

可能是單質(zhì)也可能是化合物

 

C.

一定是純凈物

D.

一定是一種單質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


能與大量Fe3+共存的是( 。

 

A.

Fe

B.

S2

C.

Cu2+

D.

Cu

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


在相同狀況下,一個(gè)空瓶,若裝滿O2稱其質(zhì)量為36 g,若裝滿CO2稱其質(zhì)量為42 g,若裝滿A氣體,稱其質(zhì)量為52 g,則A的相對(duì)分子質(zhì)量是(   )

A.16      B.32       C.64     D.128

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


現(xiàn)用18.4 mol/L的濃H2SO4來配制500 mL 0.2 mol/L的稀H2SO4?晒┻x擇的儀器有:①玻璃棒 ②燒瓶 ③燒杯 ④膠頭滴管 ⑤量筒 ⑥托盤天平

請(qǐng)回答下列問題:

(1)上述儀器中,在配制稀H2SO4時(shí)不需要使用的有___________(填代號(hào)),還缺少的儀器是______________________。

(2)經(jīng)計(jì)算,需濃H2SO4的體積為___________,量取濃硫酸時(shí)應(yīng)選用___________(選填①10 mL、②50 mL、③100 mL三種規(guī)格)的量筒。

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