【题目】甲醇是一种重要的可再生能源.
(1)已知:2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=a kJ/mol CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=b kJ/mol
写出由CH4和O2制取CH3OH(g)的热化学方程式: .
(2)反应:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)的平衡常数K的表达式为; 图1是反应时CO和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间(t)的变化曲线.从反应开始至达到平衡时,用H2表示的反应速率v(H2)= .
(3)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2 , 发生反应并达到平衡,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化曲线如图2所示. ①能判断该反应达到化学平衡状态的是(填选项字母).
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.H2的转化率和CO的转化率相等
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
②比较A、B两点压强大小:P(A)P(B)(填“>”、“<”或“=”).
③比较KA、KB、KC的大小:
(4)以甲醇为燃料,O2为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极).若KOH溶液足量,写出燃料电池负极的电极反应式: .
【答案】
(1)2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g)△H=(a+2b) kJ/mol
(2)K= ?;0.15mol/(L.min)
(3)BD;<;KA=KB>KC
(4)CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O
【解析】解:(1)①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=a kJ/mol②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=b kJ/mol根据盖斯定律,由①+②×2得:2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g)△H=(a+2b) kJ/mol,
所以答案是:2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g)△H=(a+2b) kJ/mol;(2)化学平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,反应物的生成物都是气体,故平衡常数表达式为K= ;
υ(CH3OH)= =
=0.075mol/(L.min),故υ(H2)=2υ(CH3OH)=0.15mol/(L.min),
所以答案是:K= ;0.15mol/(L.min);(3)A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍,都是指正反应方向,不能说明正逆反应速率相等,不一定平衡,故A错误;
B.H2的体积分数不再改变是化学平衡的特征,达到了平衡,故B正确;
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等,不能说明正逆反应速率相等,不一定平衡,故C错误;
D.混合气体的平均相对分子质量等于质量和物质的量的比值,物质的量变化,质量不变,所以当体系中气体的平均相对分子质量不再改变,证明达到了平衡,故D正确;
故选BD;②正反应方向为气体体积减小的方向,T1℃时比较CO的转化率,转化率越大,则压强越大,图象中PB转化率大于PA , 可知PA<PB , 所以答案是:<;③平衡常数只与温度有关,A、B两点温度相同,平衡常数相同,则KA=KB;由图可知,B、C两点压强相同,平衡时B点CO转化率更高,又温度T1<T2 , 则降低温度平衡向正反应方向移动,K值增大,则KB>KC , 所以答案是:KA=KB>KC;(4)燃料电池负极的电极反应是燃料失电子发生氧化反应,在碱性环境下,二氧化碳转化为碳酸根离子,所以负极反应为:CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O,所以答案是:CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O.
【考点精析】关于本题考查的化学平衡状态的判断和化学平衡的计算,需要了解状态判断:①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体,且m+n≠x+y,压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等;反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%才能得出正确答案.
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【题目】化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.碳酸钡可用于检查肠胃的内服药剂
B.漂白粉可用于生活用水的消毒
C.在食盐中添加适量的KIO3来预防碘缺乏症
D.碳酸钠可用于去除餐具的油污
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【题目】已知0.1mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO﹣+H+ , 要使溶液中 值增大,可以采取的措施是( )
A.加少量烧碱溶液
B.降低温度
C.加少量冰醋酸
D.加水
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【题目】下列实验操作中有错误的是
A. 分液时,分液漏斗下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
B. 实验室制取蒸馏水的装置中,温度计水银球应与蒸馏烧瓶的支管口在同一水平线
C. 用淘洗的方法从沙里淘金
D. 用蒸发方法使NaCl从溶液中析出时,应边加热边搅拌直至溶液蒸干
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【题目】高氯酸是一种酸性极强的无机含氧酸,可用于制备高氯酸盐、人造金刚石提纯等方面.查阅资料得到以下有关高氯酸的信息:
名称 | 分子式 | 外观 | 沸点 |
高氯酸 | HClO4 | 无色液体 | 130℃ |
工业上生产高氯酸的同时还生产了亚氯酸钠,工业流程如图:
(1)操作①的名称是 , 操作②的名称是 .
(2)反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为 .
(3)反应器Ⅱ中发生反应的离子方程式为 .
(4)若反应器Ⅱ中SO2以H2O2代替也可达到同样的目,此时发生反应的离子方程式为 .
(5)若想得到201 kg的 HClO4纯品,至少需要NaClO3 kg.
(6)工业上也可用铂作阳极、铜作阴极电解盐酸制得高氯酸,在阳极区可得到20%的高氯酸.写出阳极的电极反应式(其中盐酸与高氯酸以化学式出现) .
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【题目】根据题意填空
(1)常温下,0.1mol/LHCl溶液的pH=;0.005mol/LBa(OH)2溶液的pH=;
(2)常温下,pH=13的Ba(OH)2溶液aL与pH=3的H2SO4溶液bL混合(混合后溶液体积变化忽略不计)
①若所得混合溶液呈中性,则a:b=;
②若所得混合溶液pH=12,则a:b= .
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【题目】难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡.在常温下,溶液里各离子浓度以它们化学计量数为方次的乘积是一个常数,叫溶度积常数(Ksp).例如:Cu(OH)2 Cu2++2OH﹣ , Ksp=c(Cu2+)[c(OH﹣)]2=2×10﹣20 . 当溶液中各离子浓度方次的乘积大于溶度积时,则产生沉淀,反之固体溶解.
(1)某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02mol/L,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于 .
(2)要使0.2molL﹣1CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一)则应向溶液里加NaOH溶液,使溶液pH值为 .
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【题目】如图分别是A,B两种物质的核磁共振氢谱,已知A,B两种物质都是烃类,都含有6个氢原子,试根据两种物质的核磁共振氢谱推测A,B有可能是下面的( )
A.A是C3H6 , B是C6H6
B.A是C2H6 , B是C3H6
C.A是C2H6 , B是C6H6
D.A是C3H6 , B是C2H6
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