分析 (1)依據(jù)反應和圖象分析判斷:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),反應是熵減少的反應△S<0;反應物能量高于生成物的能量,判斷反應是放熱反應,△H<0;
(2)在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示.二氧化碳是反應物隨反應進行濃度減小,甲醇是生成物,隨反應進行濃度增大;10nim內(nèi)達到平衡,生成甲醇濃度為0.75mol/L,二氧化碳濃度變化了0.75mol/L;①依據(jù)化學平衡三段式列式計算判斷;②依據(jù)化學平衡常數(shù)的概念書寫平衡常數(shù)計算式;③依據(jù)化學反應的影響因素和條件逐項分析判斷;
A、反應是放熱反應,升溫平衡逆向進行;
B、將CH3OH(g)及時液化抽出,減小生成物的量平衡正向進行;
C、選擇高效催化劑只能改變速率,不改變化學平衡;
D、再充入l molCO2和3molH2,增大壓強平衡正向進行;
(3)25℃,1.01×105Pa時,16g 液態(tài)甲醇完全燃燒,當恢復到原狀態(tài)時,放出362.9kJ的熱量,依據(jù)書寫熱化學方程式的方法寫出該反應的熱化學方程式為:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8 kJ•mol-1;
(4)選用合適的合金為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,原電池的負極失電子發(fā)生氧化反應,失電子的是甲醇,此電池的負極應加入或通入的物質(zhì)有甲醇、氫氧化鈉、水;負極的電極反應式結(jié)合化學方程式為2CH3OH+3O2+4KOH→2K2CO3+6H2O;正極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-;依據(jù)電子守恒,用化學方程式減去正極電極反應得到負極電極反應式.
解答 解:(1)依據(jù)反應和圖象分析判斷:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),反應是熵減少的反應△S<0;反應物能量高于生成物的能量,判斷反應是放熱反應,△H<0,
故答案為:C;
(2)在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示.二氧化碳是反應物隨反應進行濃度減小,甲醇是生成物,隨反應進行濃度增大;10nim內(nèi)達到平衡,生成甲醇濃度為0.75mol/L,二氧化碳濃度變化了0.75mol/L;則
①依據(jù)化學平衡列式計算為:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
起始量(mol/L) 1 4 0 0
變化量(mol/L) 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量(mol/L) 0.25 1.75 0.75 0.75
CO2的平均反應速率v(CO2)=$\frac{0.75mol/L}{10min}$=0.075mol•L-1•min-1 ;故答案為:0.075 mol•L-1•min-1;
②CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c({H}_{2}O)c(C{H}_{3}OH)}{c(C{O}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$,故答案為:$\frac{c({H}_{2}O)c(C{H}_{3}OH)}{c(C{O}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$;
③措施中能使化學平衡向正反應方向移動的是:
A、反應是放熱反應,升溫平衡逆向進行;故A錯誤;
B、將CH3OH(g)及時液化抽出,減小生成物的量,平衡正向進行,故B正確;
C、選擇高效催化劑只能改變速率,不改變化學平衡,故C錯誤;
D、再充入l molCO2和4molH2,增大壓強平衡正向進行,故D正確;
故選BD;
(3)25℃,1.01×105Pa時,16g 液態(tài)甲醇物質(zhì)的量為0.5mol,完全燃燒,當恢復到原狀態(tài)時,放出362.9kJ的熱量,依據(jù)書寫熱化學方程式的方法寫出該反應的熱化學方程式為:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8 kJ•mol-1;
故答案為:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8 kJ•mol-1;
(4)選用合適的合金為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,原電池的負極失電子發(fā)生氧化反應,失電子的是甲醇,此電池的負極應加入或通入的物質(zhì)有甲醇、氫氧化鈉、水;負極的電極反應式結(jié)合化學方程式為2CH3OH+3O2+4KOH→2K2CO3+6H2O;正極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-;依據(jù)電子守恒,用化學方程式減去正極電極反應得到負極電極反應式為:2CH3OH+16OH?-12e-=2CO32-+12H2O,
故答案為:甲醇、氫氧化鈉、水;O2+2H2O+4e-=4OH-.
點評 本題考查了反應的焓變判斷,熱化學方程式的書寫原則,電極反應和電池反應的分析書寫,化學平衡的影響因素判斷平衡移動方向,化學平衡的計算的應用,圖象分析是關(guān)鍵.綜合性較大,難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 2.5×10-4m mol | B. | 5.0×10-4m mol | C. | 7.5×10-4m mol | D. | 1×10-3m mol |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | $\frac{(1{0}^{-8}+1{0}^{-10})}{2}$mol/L | B. | (10-8+10-10)mol/L | ||
C. | (10-14-5×10-5)mol/L | D. | 2×10-10 mol/L |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 在稀硫酸中加入銅粉,銅粉不溶解;再加入Cu(NO3)2固體,銅粉仍不溶解 | |
B. | 可用加熱氯化銨分解的方法制取氨氣 | |
C. | 在BaCl2溶液中通入SO2氣體會產(chǎn)生白色沉淀 | |
D. | 向某無色溶液中加入AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加入稀鹽酸,沉淀不消失,則該無色溶液中可能含有Cl- |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | $\frac{c(N{{H}_{4}}^{+})}{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}$ | B. | OH-的物質(zhì)的量 | ||
C. | c(H+)×c(OH-) | D. | $\frac{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}{c(O{H}^{-})}$、 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | ①④ | B. | ①②③ | C. | ②③⑤ | D. | ③④ |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
濃度/mol•L-1 時間/min | NO | N2 | CO2 |
0 | 0.100 | 0 | 0 |
10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
20 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
30 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
40 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
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