【題目】CO和H2可作為能源和化工原料,應(yīng)用十分廣泛。
(1)已知:C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH2=-483.6 kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH3=131.3 kJ·mol-1
則反應(yīng)CO(g)+H2(g)+O2(g)===H2O(g)+CO2(g)的ΔH=________kJ·mol-1。標(biāo)準(zhǔn)狀況下的煤氣(CO、H2)33.6 L與氧氣反應(yīng)生成CO2和H2O,反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移________mol電子。
(2)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFS),是用煤氣(CO、H2)作負(fù)極燃?xì),空氣與CO2的混合氣為正極助燃?xì)猓靡欢ū壤腖i2CO3和Na2CO3低熔點混合物作電解質(zhì),以金屬鎳(燃料極)為催化劑制成的。負(fù)極的電極反應(yīng)式為_________,則該電池的正極反應(yīng)式是____________。
(3)密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);CO的轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。
①若A、B兩點表示在某時刻達(dá)到的平衡狀態(tài),此時在A點時容器的體積為10 L,則該溫度下的平衡常數(shù)K=________;此時在B點時容器的體積VB________10 L(填“大于”“小于”或“等于”)。
②若A、C兩點都表示達(dá)到的平衡狀態(tài),則自反應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時間tA________tC(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】-524.83CO-2e-+CO===2CO2 H2-2e-+CO===CO2+H2O O2+4e-+2CO2===2CO1小于大于
【解析】
(1)將給定的熱化學(xué)方程式的第一個反應(yīng)式減去第三個反應(yīng)式即能得到所求的熱化學(xué)方程式及反應(yīng)熱;無論是1molCO還是1molH2,在燃燒過程中都失去2mol電子,故1.5 mol煤氣反應(yīng)過程中共轉(zhuǎn)移3 mol電子。
(2)CO在負(fù)極上失去電子后結(jié)合遷移過來的CO而形成CO2,H2在負(fù)極上失去電子后結(jié)合遷移過來的CO后生成CO2和H2O;在正極上是O2得電子后結(jié)合空氣中的CO2后生成CO,按此規(guī)律書寫極反應(yīng)方程式。
(3)①由A點時根據(jù)CO的轉(zhuǎn)化率可以求出平衡時三種氣體的濃度,代入公式K=可得平衡常數(shù);因B點的壓強(qiáng)大于A點的壓強(qiáng),故B點容器的體積小于10 L。
②C點的壓強(qiáng)大、溫度高,反應(yīng)速率快,達(dá)平衡用的時間短。
(1)根據(jù)①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1;②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=-483.6kJ·mol-1;③C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1三個熱化學(xué)方程式,利用蓋斯定律,將①-③可得反應(yīng):CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g),△H=-393.5kJmol-1-131.3kJmol-1=-524.8kJmol-1;CO、H2與氧氣反應(yīng)的方程式分別為:2CO+O22CO2;2H2+O22H2O,從方程式可以看出相同物質(zhì)的量的CO、H2燃燒轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等,且1molCO或1molH2轉(zhuǎn)移的電子為2mol,所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO、H233.6L與氧氣反應(yīng)生成CO2和H2O,轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為:(33.6×2)/22.4×2=3mol;正確答案:-524.8;3。
(2)CO在負(fù)極失去電子后結(jié)合電解質(zhì)溶液中的CO32-生成CO2,H2在負(fù)極失去電子后結(jié)合電解質(zhì)溶液中的CO32-生成CO2和H2O,則負(fù)極的電極反應(yīng)式為:CO-2e-+CO32-=2CO2、H2-2e-+CO32-=CO2+H2O;O2在正極得電子后結(jié)合CO2生成CO32-,則該電池的正極反應(yīng)式為:O2+4e-+2CO2=2CO32-;正確答案:CO-2e-+CO===2CO2 ,H2-2e-+CO===CO2+H2O;O2+4e-+2CO2===2CO 。
(3)①根據(jù)圖象可以看出,A點時CO的轉(zhuǎn)化率為50%,在A點時容器的體積為10L,則平衡時各物質(zhì)的量濃度為:c(CO)=0.5mol/L、c(H2)=1mol/L、c(CH3OH)=0.5mol/L;所以平衡常數(shù)K=c(CH3OH)/c(CO)×c2(H2)=0.5/(0.5×12)=1;B點CO轉(zhuǎn)化率比A點CO轉(zhuǎn)化率大,則B點壓強(qiáng)比A點大,故B點容器的體積小于10L;正確答案: 1; 小于。
②升高溫度,反應(yīng)速率增大,反應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時間要少,C點比A點溫度高,所以反應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時間tA大于tC;正確答案:大于。
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【題目】探究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有助于對物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行研究。
(1)① 下列物質(zhì)中含有羧基的是____(填字母)。
a. b. c.
② 下列物質(zhì)分子中所有原子處于同一平面的是____(填字母)。
a.苯 b.丙烯 c.甲醇
③ 欲區(qū)分乙醛和乙酸,應(yīng)選用____(填字母)。
a.NaOH溶液 b.HCl溶液 c.NaHCO3溶液
(2) 書寫方程式并寫出反應(yīng)①和②的反應(yīng)類型:
①甲烷與氯氣在光照條件下的反應(yīng)(寫第一步)__________________;
②乙烯使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色__________________;
③乙醇與金屬鈉的反應(yīng)________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)系的表述中,正確的是
A. 0.1 mol·L-1NaHSO4溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(SO)+c(OH-)
B. 中和pH和體積都相同的硝酸和醋酸溶液,消耗NaOH的物質(zhì)的量之比為1∶1
C. 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)
D. pH=3的鹽酸和pH=3的AlCl3溶液中,水電離出的c(H+)后者大
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一種芳綸纖維的拉伸強(qiáng)度比鋼絲還高,廣泛用作防護(hù)材料。其結(jié)構(gòu)片段如下圖
下列關(guān)于該高分子的說法正確的是
A. 完全水解產(chǎn)物的單個分子中,苯環(huán)上的氫原子具有不同的化學(xué)環(huán)境
B. 完全水解產(chǎn)物的單個分子中,含有官能團(tuán)―COOH或―NH2
C. 氫鍵對該高分子的性能沒有影響
D. 結(jié)構(gòu)簡式為:
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【題目】常溫下將NaOH溶液添加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯誤的是
A. Ka2(H2X)的數(shù)量級為10-6
B. 曲線N表示pH與的變化關(guān)系
C. NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D. 當(dāng)混合溶液呈中性時,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(H+)=c(OH-)
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【題目】向CuSO4溶液中加入H2O2溶液,很快有大量氣體逸出,同時放熱,一段時間后,藍(lán)色溶液變?yōu)榧t色渾濁(Cu2O),繼續(xù)加入H2O2溶液,紅色渾濁又變?yōu)樗{(lán)色溶液,這個反應(yīng)可以反復(fù)多次。下列關(guān)于上述過程的說法不正確的是
A. Cu2+是H2O2分解反應(yīng)的催化劑 B. H2O2只表現(xiàn)了氧化性
C. H2O2的電子式為: D. 發(fā)生了反應(yīng)Cu2O + H2O2+4H+=2Cu2++3H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】反應(yīng):2A(g)+3B(g)C(g)+4D(g),速率最快的是( )
A. v(C)=0.1mol·L-1·s-1 B. v(B)=4.0 mol·L-1·min-1
C. v(A)=2.0mol·L-1·min-1 D. v(D)=0.3mol·L-1·s-1
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【題目】下列關(guān)于氯氣的說法不正確的是( 。
A. 氯氣和液氯是兩種不同的物質(zhì)
B. 可以用濃硫酸除去氯氣中的水蒸氣
C. 氯氣是一種有毒氣體,但可用于自來水的殺菌消毒
D. 盡管氯氣的化學(xué)性質(zhì)很活潑,但是純凈的液氯能用鋼瓶貯存
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