【題目】甲烷、甲醇都是清潔能源。
(1)已知下列熱化學(xué)方程式
①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g) +H2O (g)△H= -49.0 kJ/mol
②CH4(g)+2O2(g)=2H2O(g) +CO2(g) △H= -802.3 kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol
④H2O(g)=H2O(l) △H= -44.0 kJ-mol
則CH4(g)+1/2O2(g)=CH3OH(g) △H =____________。
(2)工業(yè)上合成甲醇的另一種方法是2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) △H。
一定溫度下在3個(gè)體積均為1.0 L的恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),相關(guān)物理量見下表:
容器 | 溫度/K | 物質(zhì)的起始濃度/molL-1 | 物質(zhì)的平衡濃度/mol.L-1 | ||
c(H2) | c(CO) | c(CH3OH) | c(CH3OH) | ||
I | 400 | 0.20 | 0.10 | 0 | 0.080 |
II | 400 | 0.40 | 0.20 | 0 | |
III | 500 | 0 | 0 | 0.10 | 0.025 |
①該反應(yīng)的△H______0(填“>”或“<”)。
②達(dá)到平衡時(shí),容器I中c(CH3OH)_____0.16mol/L(填“>” “<” 或“=”)。
③400 K 時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。
(3)文獻(xiàn)報(bào)道某課題組利用CO2催化缺化制甲烷的研究過程如下:
反應(yīng)結(jié)束后,氣體中檢測到CH4和H2,濾液中檢測到HCOOH,固體中檢測到鎳粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2 的產(chǎn)量和鎳粉用量的關(guān)系如下圖所示(儀改變鎳粉用量,其他條件不變)。研究人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論:HCOOH 是CO2轉(zhuǎn)化為CH4 的中間體,即:
①寫出產(chǎn)生H2的反應(yīng)方程式_________。
②由圖可知,鎳粉是_______(填字母)。
a.反應(yīng)I的催化劑 b.反應(yīng)II 的催化劑
c.反應(yīng)I和II的催化劑 d.不是催化劑
③當(dāng)鎳粉用量從1mmol增加到10mmol,反應(yīng)速率的變化情況是______(填字母)。
a.反應(yīng)1的速率增加,反應(yīng)II的速率不變
b.反應(yīng)I的速率不變,反應(yīng)II的速率增加
c.反應(yīng)I、II的速率均不變
d.反應(yīng)I、II的速率均增加,且反應(yīng)I的速率增加得快
e.反應(yīng)I、II的速率均增加,且反應(yīng)II 的速率增加得快
f.反應(yīng)I的速率減小,反應(yīng)II的速率增加
【答案】 -125.9kJ/mol < > 2.5×103(L/mol)2 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 c e
【解析】(1)考查熱化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算,①+②-③×3/2+④×3得出:CH4(g)+1/2O2(g)=CH3OH(g) △H=-125.9kJ·mol-1;(2)考查勒夏特列原理、化學(xué)平衡的計(jì)算,①對比I和III,升高溫度,甲醇的物質(zhì)的量濃度降低,根據(jù)勒夏特列原理,正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng),即△H<0;②II在I的基礎(chǔ)上再通入0.2mol·L-1H2和0.1mol·L-1CO,相當(dāng)于在I的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),即c(CH3OH)>0.16mol·L-1;③
2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)
起始:0.2 0.1 0
變化:0.16 0.08 0.08
平衡:0.04 0.02 0.08,K=2500;(3)考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,①根據(jù)信息得到氫氣和Fe3O4,顯然是鐵在高溫下與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)得到氫氣,即化學(xué)反應(yīng)方程式為3Fe+4H2O Fe3O4+4H2;②根據(jù)信息,反應(yīng)前后均有鎳粉,從圖像上看,隨著鎳粉的用量不同,曲線的走勢不同,即反應(yīng)的快慢不同,滿足催化劑的條件,故選項(xiàng)c正確;③從圖像上分析,當(dāng)鎳粉用量從1nmol增加到10nmol,H2和HCOOH的量均快速減少,即反應(yīng)速率增大,由于甲酸的量變化較快,則說明反應(yīng)速率II較快,故選項(xiàng)e正確。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】高分子化合物PTT是一種性能優(yōu)異的新型纖維。PTT的一種合成路線如下圖:
已知:()
(1)已知A分子中有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,數(shù)目比為1:3,則A的結(jié)構(gòu)簡式為______。
(2)由B生成C的反應(yīng)類型為______,C物質(zhì)的化學(xué)名稱為______。
(3)芳香烴D的相對分子質(zhì)量為106,D的一氯代物只有2種,則D的結(jié)構(gòu)簡式為______。
(4)由E生成F的反應(yīng)類型為______。
(5)G分子所含官能團(tuán)名稱為______。
(6)寫出合成PTT的化學(xué)方程式______。
(7)有機(jī)物H的同分異構(gòu)體有很多種,寫出符合下列條件的一種同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式______。
①含有苯環(huán) ②核磁共振氫譜有三個(gè)峰
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下表是幾種弱酸常溫下的電離平衡常數(shù):
CH3COOH | H2CO3 | H2S | H3PO4 |
1.8×10-5 | K1=4.3×10-7 | K1=9.1×10-8 | K1=7.5×10-3 |
則下列說法中不正確的是( 。
A.碳酸的酸性強(qiáng)于氫硫酸
B.多元弱酸的酸性主要由第一步電離決定
C.常溫下,加水稀釋醋酸, 增大
D.向弱酸溶液中加少量NaOH溶液,電離常數(shù)不變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】21世紀(jì)是納米科技嶄露頭角的時(shí)代。下列分散系的分散質(zhì)粒子直徑在1nm~100nm之間的是
A.鹽酸B.蔗糖溶液C.油水混合物D.Fe(OH)3膠體
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】通常情況下,晶體(“具有”或“不具有”)規(guī)則的幾何外形和固定的熔點(diǎn),非晶態(tài)物質(zhì)則相反。常見的氯化鈉、純堿屬于___(填“晶體”或“非晶態(tài)物質(zhì)”,下同),而玻璃、石蠟屬于___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有關(guān)物質(zhì)分類和膠體的敘述.下列有關(guān)物質(zhì)的分類說法正確的是
A.金屬氧化物一定是堿性氧化物
B.膠體和其他分散系的本質(zhì)區(qū)別是分散質(zhì)粒子大小不同
C.生石灰、醋酸、純堿、氯化鈉對應(yīng)的物質(zhì)類別是氧化物、酸、堿、鹽
D.酸性氧化物一定是非金屬氧化物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】砷為VA族元素,金屬冶煉過程產(chǎn)生的含砷有毒廢水需處理與檢測。
I.已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)ΔH1
H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH2
2As(s)+O2(g) =As2O5(s)ΔH3
則反應(yīng)As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH=_______________。
II.冶煉廢水中砷元素主要以亞砷酸(H3AsO3)形式存在,可用化學(xué)沉降法處理酸性高濃度含砷廢水,其工藝流程如下:
已知:①As2S3與過量的S2-存在以下反應(yīng):As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33-(aq);
②亞砷酸鹽的溶解性大于相應(yīng)砷酸鹽。
(1)亞砷酸中砷元素的化合價(jià)為______;砷酸的第一步電離方程式為_____________。
(2)“一級(jí)沉砷”中FeSO4的作用是_______________; “二級(jí)沉砷”中H2O2與含砷物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
III.去除水體中的砷,將As(Ⅲ)轉(zhuǎn)化為As(Ⅴ),也可選用NaClO實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)化。研究NaClO投加量對As(Ⅲ)氧化率的影響得到如下結(jié)果:
已知:投料前水樣pH=5.81,0.1mol/LNaClO溶液pH=10.5,溶液中起氧化作用的物質(zhì)是次氯酸。產(chǎn)生此結(jié)果的原因是_________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】40mL物質(zhì)的量濃度為0.05molL-1Na2SO3溶液恰好與25mL濃度為0.02molL-1的K2X2O6溶液完全反應(yīng),已知Na2SO3可被K2X2O6氧化為Na2SO4,則元素X在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為下列的
A.+1價(jià)B.+2價(jià)C.+3價(jià)D.+4價(jià)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】CO2是一種廉價(jià)的碳資源,其綜合利用具有重要意義。CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
(1)已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵 | C-H | C=O | H-H | C≡O(shè)(CO) |
鍵能/kJ·mol-1 | 413 | 745 | 436 | 1075 |
則該反應(yīng)的△H=______kJ·mol-1。
(2)為了加快該反應(yīng)的速率,可以進(jìn)行的措施是(_____)。
A.恒溫恒壓下,按原比例充入CH4、CO2
B.恒溫下,縮小容器體積
C.增大反應(yīng)物與催化劑的接觸面積
D.降低溫度
(3)恒溫下,向2L體積恒定的容器中充入一定量的CO2、CH4,使其在催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng),經(jīng)tmin后,測得CO有amol,則v(CO2)=______。下列各項(xiàng)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是(______)。
A.容器內(nèi)氣體密度保持一定 B.容器內(nèi)CO2、CH4的濃度之比為1∶1
C.該反應(yīng)的正反應(yīng)速率保持一定 D.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持一定
(4)用甲烷作燃料的堿性燃料電池中,電極材料為多孔惰性金屬電極,則負(fù)極的電極反應(yīng)式為_______________。
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