【題目】據報道,在西藏凍土的一定深度下,發(fā)現了儲量巨大的“可燃冰”,它主要是甲烷和水形成的水合物(CH4nH2O).
(1)在常溫常壓下,“可燃冰”會發(fā)生分解反應,其化學方程式是 .
(2)甲烷可制成合成氣(CO、H2),再制成甲醇,代替日益供應緊張的燃油.
①在101KPa時,1.6g CH4(g)與H2O(g)反應生成CO、H2 , 吸熱20.64kJ.則甲烷與H2O(g)反應的熱化學方程式: .
②CH4不完全燃燒也可制得合成氣:CH4(g)+ O2(g)═CO(g)+2H2(g);
△H=﹣35.4kJmol﹣1 . 則從原料選擇和能源利用角度,比較方法①和②,合成甲醇的適宜方法為(填序號);原因是 .
(3)利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主要反應如下:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列問題:
已知反應①中相關的化學鍵鍵能數據如下:
化學鍵 | H﹣H | C﹣O | C≡O | H﹣O | C﹣H |
E/(kJmol﹣1) | 436 | 343 | 1 076 | 465 | 413 |
由此計算△H1=kJmol﹣1 , 已知△H2=﹣58kJmol﹣1 , 則△H3=kJmol﹣1 .
(4)可燃冰中CH4的其它用途是,將CH4設計成燃料電池,其利用率更高,裝置示意圖(A、B為多孔性碳棒).持續(xù)通人甲烷,在標準狀況下,消耗甲烷體積VL.
①O<V≤44.8L時,電池總反應方程式為 ,
②44.8L<V≤89.6L時,負極電極反應為 .
【答案】
(1)CH4?nH2O=CH4↑+nH2O
(2)CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ?mol﹣1;②;選擇CH4不完全燃燒,制合成氣體時,放出熱量,同時得到CO:H2為1:2,能恰好完全反應合成甲醇
(3)﹣99;+41
(4)CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O;CH4﹣8e﹣+9CO32﹣+3H2O=10HCO3﹣
【解析】解:(1.)在常溫常壓下,“可燃冰”會發(fā)生分解反應生成甲烷與水,反應方程式為:CH4nH2O=CH4↑+nH2O,所以答案是:CH4nH2O=CH4↑+nH2O;
(2.)①在101kPa時,1.6g CH4 (g)與H2O(g)反應生成CO、H2 , 吸熱20.64kJ,則1mol甲烷反應吸收熱量為206.4kJ,熱化學方程式為CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJmol﹣1;所以答案是:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJmol﹣1;②CH4不完全燃燒制合成氣時,放出熱量,同時得到的CO、H2的化學計量數之比為1:2,能恰好完全反應合成甲醇,而方法一吸收熱量,得到CO、H2的化學計量數之比為1:3,不能恰好轉化為甲醇,故方法二更好,所以答案是:②;選擇CH4不完全燃燒,制合成氣體時,放出熱量,同時得到CO:H2為1:2,能恰好完全反應合成甲醇;
(3.)反應熱=反應物總鍵能﹣生成物總鍵能,故△H1=1076kJ.mol﹣1+2×436kJ.mol﹣1﹣(3×413+343+465)kJ.mol﹣1=﹣99kJ.mol﹣1;
根據蓋斯定律:反應②﹣反應①=反應③,故△H3=△H2﹣△H1=﹣58kJ.mol﹣1﹣(﹣99kJ.mol﹣1)=+41kJ.mol﹣1 , 所以答案是:﹣99;+41;
(4.)①n(KOH)=2mol/L×2L=2mol,該裝置是燃料電池,負極上甲烷失電子發(fā)生氧化反應,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應,根據原子守恒得0<n(CO2)≤ =2mol,二氧化碳不足量,則反應生成碳酸鉀,電池總反應方程式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,所以答案是:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O;②44.8L<V≤89.6L時,根據原子守恒得 =2mol<n(CO2)≤ =4mol,反應生成碳酸氫鉀,負極反應式為CH4﹣8e﹣+9CO32﹣+3H2O=10HCO3﹣ , 所以答案是:CH4﹣8e﹣+9CO32﹣+3H2O=10HCO3﹣ .
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【題目】有關化學資源的合成、利用與開發(fā)的敘述錯誤的是
A.通過有機物的合成,可以制造出比鋼鐵更強韌的新型材料
B.開發(fā)利用可燃冰(固態(tài)甲烷水合物),有助于海洋生態(tài)環(huán)境的治理
C.大量使用化肥和農藥,可以提高農作物產量,但對環(huán)境和土壤有負面影響
D.安裝煤炭燃燒過程的“固硫”裝置,主要是為了脫硫,防止廢氣污染環(huán)境
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【題目】下列說法不正確的是( )
A.雞蛋清遇醋酸鉛溶液發(fā)生鹽析
B.利用植物油的加成反應可以制得人造黃油
C.淀粉在體內最終水解為葡萄糖被人體吸收
D.75%的酒糖可使蛋白質變性從而起到消毒作用
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【題目】已知1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時放出熱量143kJ,18g水蒸氣變成液態(tài)水放出44kJ的熱量.其他相關數據如表:
O═O | H﹣H | H﹣O(g) | |
1 mol化學鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ | 496 | 436 | x |
則表中x為( )
A.920
B.557
C.463
D.188
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【題目】下列說法錯誤的是( )
A.碘化鉀溶液能使淀粉變藍B.纖維素比淀粉難水解
C.用淀粉制乙醇不僅僅發(fā)生了水解反應D.多糖一般是非還原性糖,沒有甜味
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【題目】已知NH3和HCl都能用來作噴泉實驗的氣體,若在同溫同壓下用等體積燒瓶各收集滿NH3和HCl氣體,實驗后兩個燒瓶內溶液的關系是(兩燒瓶內充滿溶液且不考慮溶質的擴散)( )
A.溶質的物質的量濃度相同、溶質的質量分數不同
B.溶質的質量分數相同,溶質的物質的量濃度不同
C.溶質的物質的量濃度和溶質的質量分數都不同
D.溶質的物質的量濃度和溶質的質量分數都相同
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【題目】在相同條件下,分別將下列氣體等體積混合于四支大小相同的試管中:①NO和NO2;②NO2和O2;③HCl和O2;④NH3和N2 , 將四支試管倒立于水中,當試管中水面不再上升時,試管中溶液的物質的量濃度最小的是(假設試管中溶質不擴散)( )
A.①
B.②
C.③
D.④
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【題目】有含少量鹽酸的氫氧化鐵的膠體溶液,為了精制該膠體溶液,除去其中的的鹽酸應進行的操作是( )
A. 電泳 B. 過濾 C. 滲析 D. 利用丁達爾效應
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