【題目】2017年11月16日,國土資源部召開新聞發(fā)布會(huì),宣布天然氣水合物,即“可燃冰”新礦種獲得國務(wù)院批準(zhǔn),成為我國第173個(gè)礦種。“可燃冰”主要成分的分子式是CH4·8H2O,一旦溫度升高或壓強(qiáng)降低,甲烷氣就會(huì)逸出,固體水合物便趨于崩解。“可燃冰”將成為人類的后續(xù)能源。
(1)將320 g可燃冰釋放的甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時(shí),可放出1 780.6 kJ的能量,則表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式是__________________。
(2)CH4不僅是優(yōu)質(zhì)的氣體燃料,還能利用它和CO2重整,發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g),獲得合成氣(主要成分為CO、H2),從而減少溫室氣體的排放。在一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)(單位:Pa)的關(guān)系如圖所示。則y點(diǎn):v(正)____(填“>”、“=”或“<”,下同)v(逆);壓強(qiáng):p1____p2;該反應(yīng)的ΔH____0。
(3)在恒溫、p2下,在一容積可變的容器中,達(dá)到平衡狀態(tài)x時(shí)四種氣體的物質(zhì)的量均為1 mol,若此時(shí)再充入四種氣體各1 mol,則平衡____(填“向左”、“向右”或“不”)移動(dòng)。
(4)一定條件下,CH4還可與NO2反應(yīng),改善霧霾天氣,其化學(xué)方程式為CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g),在恒溫恒容下,下列可以判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____(填序號(hào))。
a.v逆(N2)=2v正(H2O)
b.混合氣體的密度不再變化
c.混合氣體的物質(zhì)的量不再變化
d.單位時(shí)間內(nèi)有1 mol NO2消耗同時(shí)消耗1 mol CO2
e.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
f.CH4與CO2的物質(zhì)的量之比不再發(fā)生變化
(5)在恒溫恒容下,使1 mol CH4(g)與2 mol NO2反應(yīng),達(dá)平衡后,再往反應(yīng)器中分別充入下列氣體,可以使CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)中NO2轉(zhuǎn)化率增大的是____(填序號(hào))。
A.CH4 B.CO2
C.物質(zhì)的量之比為1∶2的CH4與NO2 D.N2
(6)CH4還可以運(yùn)用到電化學(xué)中,某課外小組用CH4為燃料,空氣為氧化劑,稀土金屬材料作電極,電浮選凝聚法處理污水,設(shè)計(jì)如圖所示裝置。則甲烷 燃料電池的總反應(yīng)式為______。為了使該燃料電池長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定,電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)(如圖),A物質(zhì)的化學(xué)式是______。
【答案】CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1 > < > 不 cef A CH4+2O2CO2+2H2O CO2
【解析】
本題主要考查化學(xué)反應(yīng)與能量變化以及化學(xué)平衡相關(guān)知識(shí)。
(1)320gCH4·8H2O可以釋放出2molCH4,再根據(jù)燃燒熱的定義解題;
(2)y點(diǎn)對(duì)應(yīng)的甲烷轉(zhuǎn)化率低于平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率,反應(yīng)應(yīng)正向進(jìn)行;該反應(yīng)正向?yàn)闅怏w體積增大的反應(yīng),減小壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),甲烷轉(zhuǎn)化率增大;溫度升高,甲烷轉(zhuǎn)化率增大;
(3)恒溫恒壓條件下,同等增大各物質(zhì)濃度,平衡不移動(dòng);
(4)依據(jù)“變量不變則平衡”原則判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡;
(5)根據(jù)“等效平衡”及勒夏特列原理判斷;
(6)甲烷燃燒電池總反應(yīng)為甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水;根據(jù)電池正負(fù)極電極反應(yīng)式判斷需循環(huán)的物質(zhì)。
(1)320g可燃冰可釋放2mol甲烷,2mol甲烷完全燃燒放出1780.6kJ能量,則1mol甲烷完全燃燒放出890.3kJ能量,故甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1;
(2)y點(diǎn)甲烷轉(zhuǎn)化率低于平衡時(shí)甲烷轉(zhuǎn)化率,故反應(yīng)還需正向進(jìn)行,故v(正)> v(逆);該反應(yīng)正向?yàn)闅怏w體積增大的反應(yīng),減小壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),由p1到p2,甲烷轉(zhuǎn)化率降低,即增大了壓強(qiáng),故p1<p2;升高溫度,甲烷轉(zhuǎn)化率升高,升高溫度,平衡向吸熱方向移動(dòng),故該反應(yīng)的ΔH>0;
(3)恒溫恒壓條件下,同等增大各物質(zhì)濃度,平衡不移動(dòng);
(4)a. 平衡時(shí),2v逆(N2)=v正(H2O),故a錯(cuò)誤;
b.反應(yīng)過程中,氣體總質(zhì)量不變,恒容條件下氣體總體積不變,故氣體密度始終不變,錯(cuò)誤;
c.該反應(yīng)反應(yīng)過程中,混合氣體的總物質(zhì)的量不斷發(fā)生改變,若混合氣體的物質(zhì)的量不再變化,則反應(yīng)達(dá)到平衡,正確;
d.平衡時(shí),單位時(shí)間內(nèi)有2 mol NO2消耗同時(shí)消耗1 mol CO2,錯(cuò)誤;
e.反應(yīng)進(jìn)行過程中,混合氣體總物質(zhì)的量發(fā)生改變,氣體總質(zhì)量不變,若混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),正確;
f.甲烷和二氧化碳屬于可逆反應(yīng)中不同反應(yīng)方向的反應(yīng)物,比值會(huì)隨著反應(yīng)的進(jìn)行而改變,故當(dāng)CH4與CO2的物質(zhì)的量之比不再發(fā)生變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);
(5)A.增大甲烷物質(zhì)的量,NO2的轉(zhuǎn)化率增大,正確;B. CO2為生成物,增大CO2的量,平衡逆向移動(dòng),NO2的轉(zhuǎn)化率減小,錯(cuò)誤;C.通入物質(zhì)的量之比為1∶2的CH4與NO2的混合氣體,相當(dāng)于壓強(qiáng)增大,平衡逆向移動(dòng),NO2轉(zhuǎn)化率降低,錯(cuò)誤;D.N2為生成物,增大N2的濃度,平衡逆向移動(dòng),NO2轉(zhuǎn)化率減小,錯(cuò)誤。
(6)根據(jù)甲烷與氧氣反應(yīng)生成CO2和H2O寫出該總反應(yīng)式為:CH4+2O2CO2+2H2O;該電池正極反應(yīng)式為:,負(fù)極反應(yīng)式為:,由此可知,物質(zhì)A為CO2。
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在實(shí)驗(yàn)室里,通常利用濃硫酸與乙醇混合加熱制乙烯,加熱一段時(shí)間后溶液中有棕色、黑色現(xiàn)象出現(xiàn)。過一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)經(jīng)硫酸酸化的高錳酸鉀溶液褪色。
甲同學(xué)認(rèn)為酸性高錳酸鉀溶液褪色,能證明乙烯被酸性高錳酸鉀溶液氧化了;乙同學(xué)認(rèn)為酸性高錳酸鉀溶液褪色,不能證明乙烯被酸性高錳酸鉀溶液氧化了。
(1)你認(rèn)為哪個(gè)同學(xué)的觀點(diǎn)正確? _____(填“甲”或“乙”),理由是_____ (填代號(hào))。
A.(Ⅱ)瓶中酸性高錳酸鉀溶液褪色,能證明乙烯發(fā)生了氧化反應(yīng)
B.(Ⅱ)瓶中酸性高錳酸鉀溶液褪色,能證明乙烯發(fā)生了加成反應(yīng)
C.(Ⅱ)瓶中酸性高錳酸鉀溶液褪色,不能證明通入的氣體是純凈物
D.(Ⅱ)瓶中酸性高錳酸鉀溶液褪色,只能證明通入的氣體一定具有還原性
(2)丙同學(xué)。á颍┢恐猩倭咳芤河谠嚬芾,加入鹽酸和氯化鋇溶液,產(chǎn)生白色沉淀,他認(rèn)為乙烯中一定混有二氧化硫,你認(rèn)為他的結(jié)論是否可靠? _____(填“可靠”或“不可靠”);理由是_____________________。若你認(rèn)為不可靠,改進(jìn)上述實(shí)驗(yàn)方案,證明乙烯中是否含有SO2:__________________ 。
(3)丁同學(xué)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn),用于證明乙烯能否發(fā)生加成反應(yīng),他的改進(jìn)方法可能是在裝置(Ⅰ)和(Ⅱ)之間增加一個(gè)裝有足量_____的洗氣瓶且將(Ⅱ)瓶中溶液換成_____,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法中肯定錯(cuò)誤的是( )
A. 某原子K層上只有一個(gè)電子
B. 某原子M層上電子數(shù)為L層上電子數(shù)的4倍
C. 某離子M層上和L層上的電子數(shù)均為K層的4倍
D. 某離子的核電荷數(shù)與最外層電子數(shù)相等
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用二氧化碳可合成低密度聚乙烯(LDPE)。常溫常壓下以納米二氧化鈦膜為工作電極,電解CO2,可制得LDPE,該電極反應(yīng)可能的機(jī)理如下圖所示。下列說法正確的是
A. 含的-極與電源負(fù)極相連
B. 過程Ⅰ、Ⅱ中碳元素均被還原,過程Ⅲ中碳元素被氧化
C. 電解過程中CO向陰極遷移
D. 工業(yè)上生產(chǎn)1.4×104 g的LDPE,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6×103 mol
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列推理正確的是
A. 鋁粉在氧氣中燃燒生成Al2O3,鐵絲在氧氣中燃燒也生成Fe2O3
B. 鐵能從硫酸銅溶液中置換出銅,鈉也能從硫酸銅溶液中快速置換出銅
C. 鋁片表面易形成致密的氧化膜,鈉塊表面也易形成致密的氧化膜
D. 鈉與氧氣、水等反應(yīng)時(shí)鈉均作還原劑,金屬單質(zhì)參與氧化還原反應(yīng)時(shí)金屬均作還原劑
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)新型無機(jī)非金屬材料的說法中不正確的是( )
A.氧化鋁陶瓷可用于制作假牙B.氧化鋁陶瓷可用做半導(dǎo)體材料
C.氮化硅陶瓷可用于制陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)D.光導(dǎo)纖維可用于能量傳輸、信息處理
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列表述正確的是( )
①人造剛玉熔點(diǎn)很高,可用作高級(jí)耐火材料,主要成分是二氧化硅
②化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無溶劑合成,瑪瑙的主要成分是硅酸鹽
③三峽大壩使用了大量水泥,水泥是硅酸鹽材料
④夏天的游客佩戴變色眼鏡來保護(hù)眼睛的鏡片是陶瓷的
⑤太陽能電池可采用硅材料制作,其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能
A. ①②③ B. ②④ C. ③④⑤ D. ③⑤
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是
A. 2.0 g重水(2H2O)中含有的質(zhì)子數(shù)為10NA
B. 50mL 18.4 molL-1濃硫酸與足量銅微熱反應(yīng),生成SO2分子的數(shù)目為0.46NA
C. 分子數(shù)為NA的N2、C2H4混合氣體體積約為22.4 L,質(zhì)量為28 g
D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4LCl2通入足量的石灰乳中制備漂白粉,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com