【題目】甲醇是一種重要的化工原料,又是一種可再生能源,具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景。

(1)已知:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)  ΔH=+84 kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)  ΔH=-484 kJ·mol-1

工業(yè)上常以甲醇為原料制取甲醛,請(qǐng)寫(xiě)出CH3OH(g)與O2(g)反應(yīng)生成HCHO(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式:___。

(2)工業(yè)上可用如下方法合成甲醇,化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:

化學(xué)鍵

C—C

C—H

H—H

C—O

C≡O(shè)

O—H

鍵能/ kJ·mol-1

348

413

436

358

x

463

請(qǐng)回答下列問(wèn)題

①該反應(yīng)的ΔS____(填“>”或“<”)0。右圖中曲線(xiàn)a到曲線(xiàn)b的措施是_______。

②已知CO中的C與O之間為三鍵,其鍵能為xkJ·mol-1,則x=____。

(3)由甲醇、氧氣和NaOH溶液構(gòu)成的新型手機(jī)電池,可使手機(jī)連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電。①該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為__

②若以該電池為電源,用石墨作電極電解200 mL含有如下離子的溶液。

離子

Cu2+

H+

Cl

SO42

c/mol·L-1

0.5

2

2

0.5

電解一段時(shí)間后,當(dāng)兩極收集到相同體積(相同條件下)的氣體時(shí)(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)陽(yáng)極上收集到氧氣的質(zhì)量為____。

(4)電解水蒸氣和CO2產(chǎn)生合成氣(H2+CO)。較高溫度下(700~1 000℃),在SOEC兩側(cè)電極上施加一定的直流電壓,H2O和CO2在氫電極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生O2,O2穿過(guò)致密的固體氧化物電解質(zhì)層到達(dá)氧電極,在氧電極發(fā)生氧化反應(yīng)得到純O2。由上圖可知A為直流電源的____(填“正極”或“負(fù)極”),請(qǐng)寫(xiě)出以H2O為原料生成H2的電極反應(yīng)式:_______

【答案】2CH3OH(g) + O2(g) =2HCHO(g) + 2H2O(g) ΔH= -316 kJ·mol-1 <加入催化劑1097CH3OH-6e- + 8OH- =CO32- + 6H2O3.2 g負(fù)極H2O + 2e- = H2↑ + O2-

【解析】

1①CH3OH(g)=HCHO(g)H2(g),②2H2(g)O2(g)=2H2O(g)2×①得出:2CH3OH(g) + O2(g) =2HCHO(g) + 2H2O(g) ΔH= -316 kJ·mol-1;(2反應(yīng)前氣體系數(shù)之和大于反應(yīng)后氣體系數(shù)之和,因此此反應(yīng)是熵減,即△S<0a→b活化能降低,因此使用催化劑,催化劑降低活化能;根據(jù)△H和鍵能的關(guān)系,即△H=x2×436(3×413358463)=(419510)kJ·mol1,解得x=1097;(3構(gòu)成的是燃料電池,通氧氣一極為正極,通甲醇一極為負(fù)極,環(huán)境是堿性,OH參與負(fù)極反應(yīng),甲醇轉(zhuǎn)化成CO32OH,因此負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH8OH6e=CO326H2O;根據(jù)電解原理,Cu2的放電順序大于H,因此第一階段陰極反應(yīng)式Cu22e=CuCl放電順序大于OH,因此陽(yáng)極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2,n(Cu2)=200×103×0.5mol=0.1mol,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒,陽(yáng)極上失去電子為0.2mol,則消耗n(Cl)=0.2mol,生成Cl2的物質(zhì)的量為0.1mol,此時(shí)剩余Cl的物質(zhì)的量為(200×103×20.2)mol=0.2mol,兩極都收集到氣體,第二階段陰極反應(yīng)式:2H2e=H2,假設(shè)陽(yáng)極反應(yīng)式只有2Cl2e=Cl2,0.2molCl全部放電,轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.2mol,得到氯氣的物質(zhì)的量為0.1mol,因此陰極上產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量為0.1mol,陰陽(yáng)兩極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量不等,陰極上4OH4e=O22H2O,設(shè)此時(shí)陰極上有xmolH2產(chǎn)生,轉(zhuǎn)移電子為2x,產(chǎn)生氧氣物質(zhì)的量2x/4mol=x/2mol,兩極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量相等,因此有0.1x=0.2x/2,解得x=0.2mol,產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量為0.2×32/2g=3.2g;(4)根據(jù)電解原理,陰離子向陽(yáng)極移動(dòng),因此A為作負(fù)極,B為正極,根據(jù)示意圖,H2O在陰極上得電子,轉(zhuǎn)化成H2O2,電極反應(yīng)式為H2O2e=H2O2

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】高聚物…—CH2—CH2—CH2—…是用下列何種物質(zhì)聚合成的(

A. CH3—CH3 B. CH3—CH2—CH3

C. CH2=CH2 D. CH2=CH—CH3

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】固體X是由兩種常見(jiàn)元素組成的化合物,其中金屬元素與另一元素的質(zhì)量比為14:1。在一定條件下X可發(fā)生如圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系,有的反應(yīng)標(biāo)出全部產(chǎn)物,有的反應(yīng)標(biāo)出部分產(chǎn)物。已知P為氣體混合物,R是一種無(wú)色無(wú)味能使澄清石灰水變渾濁的氣體,C為紅褐色沉淀,M為一種常見(jiàn)金屬單質(zhì)。

試回答下列問(wèn)題:

(1)X的化學(xué)式為__________。

(2)實(shí)現(xiàn)G→H,欲不引進(jìn)新的雜質(zhì),N可以選擇下列物質(zhì)中的_________(填序號(hào))。

KMnO4 HNO3 H2O2 Cl2

(3)寫(xiě)出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式:

B→D:____________________;H→C:____________________。

(4)已知P中有一種氣體與氫氧化鈉溶液反應(yīng)可生成兩種正鹽,該反應(yīng)的離子方程式為:___________。

(5)X與濃硝酸在一定條件下反應(yīng)時(shí),若有1 mol X被氧化時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為__________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】同主族元素,其原子結(jié)構(gòu)相同之處是(
A.最外層電子數(shù)
B.核電荷數(shù)
C.電子層數(shù)
D.核外電子數(shù)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】可逆反應(yīng):2NO2g2NOg+O2g,在體積固定的密閉容器中,達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是①單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)生成2n mol NO2 ②單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài) ④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) ⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài) ⑦混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)

A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C. ①③④⑤ D.全部

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室以一種工業(yè)廢渣主要成分為MgCO3、MgSO4和少量Fe、Al的氧化物為原料制備MgCO33H2O。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:

1酸溶需加熱的目的是 過(guò)濾時(shí)用到的玻璃儀器有 ;

2加入H2O2氧化時(shí)發(fā)生發(fā)應(yīng)的離子方程式為 。

3圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行萃取和分液,以除去溶液中的Fe3+。

①實(shí)驗(yàn)裝置圖中儀器A的名稱(chēng)為 。

②為使Fe3+盡可能多地從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相,采取的操作:向裝有溶液的儀器A中加入一定量的有機(jī)萃取劑, 、靜置、分液,并重復(fù)多次。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】利用電導(dǎo)率傳感器可繪制電導(dǎo)率曲線(xiàn)圖,下圖為用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定10mL,0.1mol·L-1鹽酸過(guò)程中的電導(dǎo)率曲線(xiàn)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A. 電導(dǎo)率傳感器能用于判斷酸堿中和滴定的終點(diǎn)

B. 該過(guò)程中,a點(diǎn)所示溶液的導(dǎo)電性最強(qiáng)

C. c點(diǎn)電導(dǎo)率最小是因?yàn)榇藭r(shí)溶液中導(dǎo)電微粒的數(shù)目最少

D. d點(diǎn)所示溶液中存在:c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】構(gòu)成原電池的條件
(1)
(2)
(3)
(4)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】化學(xué)在生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是

選項(xiàng)

化學(xué)性質(zhì)

實(shí)際應(yīng)用

A

SiO2能與堿反應(yīng)

用于制光導(dǎo)纖維

B

MnO2具有氧化性

用作干電池正極活性材料

C

SO2具有還原性

SO2的水溶液吸收溴蒸氣

D

ClO2具有氧化性

用作自來(lái)水消毒殺菌劑

A. A B. B C. C D. D

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案