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【題目】2009101日,我國成功舉辦國慶六十年閱兵活動。其中閱兵儀式上9輛電動車與混合動力車等新能源車輛的亮相,展示了綜合國力、國防科技發展水平。同時也說明能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發和應用前景。

1)工業上一般采用下列兩種反應合成甲醇:

反應Ⅰ: CO(g) 2H2(g)CH3OH(g) ΔH1

反應Ⅱ: CO2(g) 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2

①上述反應符合原子經濟原則的是 _____(填)。

②下表所列數據是反應Ⅰ在不同溫度下的化學平衡常數(K)。

溫度

250

300

350

K

2.041

0.270

0.012

由表中數據判斷ΔH1 0 (填、)。

③某溫度下,將2 mol CO6 mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應,達到平衡后,測得c(CO) 0.2 mol/L,則CO的轉化率為 ,此時的溫度為 (從上表中選擇)。

2)已知在常溫常壓下:

2CH3OH(l) 3O2(g) 2CO2(g) 4H2O(g) ΔH1=-1275.6 kJ/mol

2CO (g)+ O2(g) 2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ/mol

H2O(g) H2O(l) ΔH3=-44.0 kJ/mol

寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態水的熱化學方程式:

3)某實驗小組依據甲醇燃燒的反應原理,

①設計如圖所示的電池裝置。該電池正極的電極反應為 。

②工作一段時間后,測得溶液的pH減小,該電池總反應的化學方程式為

。

【答案】1)① I ②< 80% 250

2 CH3OH(l)+ O2(g) CO(g) + 2H2O(l) ΔH=﹣442.8 kJ∕mol

3)① O2+ 2H2O + 4e-= 4OH-

2CH3OH + 3O2+ 4OH-= 2CO32-+ 6H2O

【解析】

1)①反應I只生成甲醇,符合綠色化學思想,原子利用率100%;

②由表中數據可知隨溫度的升高,K逐漸減小,說明平衡左移,即正反應是放熱反應,ΔH10;

CO(g) 2H2(g) CH3OH(g)

c: 1 3 0

c: 0.8 1.6 0.8

c: 0.2 1.4 0.8

CO的轉化率為=80%K==2.041,比照表中數據可知,溫度為250℃;

2)已知:① 2CH3OH(l) 3O2(g) 2CO2(g) 4H2O(g) ΔH1=-1275.6 kJ/mol

2CO (g)+ O2(g) 2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ/mol

H2O(g) H2O(l) ΔH3=-44.0 kJ/mol

根據蓋斯定律,由①×-×+×2得反應CH3OH(l)+ O2(g) CO(g) + 2H2O(l) ΔH=﹣442.8 kJ∕mol;

3)①該燃料電池中,正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子,電極反應式為O2+ 2H2O + 4e-=4OH-;

②得失電子相等條件下,將電極反應式相加即得電池反應式,所以得電池反應式為2CH3OH + 3O2+ 4OH-= 2CO32-+ 6H2O。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家,一種以閃鋅礦(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質)為原料制備金屬鋅的流程如圖所示:

相關金屬離子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:

金屬離子

Fe3+

Fe2+

Zn2+

Cd2+

開始沉淀的pH

1.5

6.3

6.2

7.4

沉淀完全的pH

2.8

8.3

8.2

9.4

回答下列問題:

(1)焙燒過程中主要反應的化學方程式為_______________________。

(2)濾渣1的主要成分除SiO2外還有___________;氧化除雜工序中ZnO的作用是____________,若不通入氧氣,其后果是________________。

(3)溶液中的Cd2+可用鋅粉除去,還原除雜工序中反應的離子方程式為_________________。

(4)電解硫酸鋅溶液制備單質鋅時,陰極的電極反應式為______________沉積鋅后的電解液可返回_______工序繼續使用。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】分析下列有機化合物,完成填空。

C2H4 C2H2

⑨反-2-丁烯

1)①~⑨中,屬于苯的同系物的是____(填序號,下同);

2)②的電子式為___________

3)④的系統命名為 ___________;

4)⑨的結構簡式為 __________;

5)③被酸性KMnO4溶液氧化的有機產物的結構簡式為_______________;

6)⑧在核磁共振氫譜中有_______組峰;

7)①、 ③、 ⑨的沸點由高到低的順序是____________;

8)寫出⑤的含有苯環且與⑤不同類別的一種同分異構體的結構簡式________________

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某原電池裝置如圖所示,電池總反應為2AgCl22AgCl。下列說法正確的是

A. 正極反應為AgCl eAg Cl

B. 放電時,交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成

C. 若用NaCl溶液代替鹽酸,則電池總反應隨之改變

D. 當電路中轉移0.01 mol e時,交換膜左側溶液中約減少0.02 mol離子

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下圖所示為常見氣體制備、干燥、性質驗證和尾氣處理的部分儀器裝置(加熱設備及夾持固定裝置均略去),請根據要求完成下列各題,儀器裝置可任意選用,必要時可重復選擇。

1)若錐形瓶中盛裝鋅片,分液漏斗中盛裝稀硫酸,可驗證H2的還原性并檢驗其氧化產物。

①當儀器連接順序為A→D→B→B→C時,兩次使用B裝置,其中所盛的藥品依次是CuO____________。

②檢查好裝置的氣密性后加熱B前必須進行的操作是_________________

2)若錐形瓶中盛裝Na2O2固體,分液漏斗中盛裝濃氨水,B中盛裝固體催化劑,可進行氨的催化氧化,其反應產物為NOH2O。

①各儀器裝置按氣流方向從左到右連接順序A→C→B→C,請寫出B中氨的催化氧化反應方程式____________________________ 。

②裝置B中可能觀察到的現象是_____________________________。

3)若錐形瓶中盛裝Na2SO3固體,分液漏斗中盛裝H2SO4溶液,B中盛裝Na2O2固體,可探究SO2氣體與過氧化鈉反應時是否有O2生成。根據氣流方向,裝置的連接順序為:A→D→B→E,根據實驗現象回答問題:

①若將帶余燼的木條靠近E的導管口,木條復燃,SO2表現酸性氧化物的性質,則反應的方程式可能為:____________________;

②若在E的導管口未收集到任何氣體,SO2只表現還原性,則反應的方程式可能為:____________________。

③裝置B中觀察到的現象是__________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】如圖是中學化學中常見物質的轉化關系,部分物質和反應條件略去。

請回答下列問題:

(1)物質A的化學式為_____。

(2)寫出單質B與強堿溶液反應的離子方程式_____,氧化物DNaOH溶液反應的化學方程式_____。

(3)溶液E中加入氨水時,先生成白色沉淀LL最終變為紅褐色沉淀G,寫出L變為G的化學反應方程式_____。

(4)溶液E敞口放置容易變質,寫出檢驗溶液E是否變質的實驗操作、現象及結論_____。為了防止溶液E的變質,可往溶液中加入_____。用離子方程式說明______________

(5) 3.06 g鋁和鎂的混合物粉末放入100 mL鹽酸中,恰好完全反應,并得到標準狀況下3.36 L H2。則該合金中鋁的物質的量_____,反應后溶液中Cl-的物質的量濃度_____(假定反應體積仍為100 mL)

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】三氯異氰尿酸是一種極強的氧化劑和氯化劑,利用氰尿酸(圖1)與次氯酸在一定pH下反應可制備三氯異氰尿酸(圖2),若原料完全反應生成三氯異氰尿酸,下列說法正確的是

A. 氰尿酸的分子式為C6N3O3H3

B. HClO的電子式為

C. 該轉化過程有機物發生還原反應

D. 氰尿酸和次氯酸反應的物質的量之比為2 : 3

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】鈦被譽為“21世紀的金屬,可呈現多種化合價。其中以+4價的Ti最為穩定。

1)基態Ti原子的價電子軌道表示式為_______________。

2)已知電離能:I2Ti)=1310kJ/mol,I2K)=3051kJ/mol。I2Ti)<I2K),其原因為________。

3)鈦某配合物可用于催化環烯烴聚合,其結如圖所示:

①鈦的配位數為_____,碳原子的雜化類型_____。

②該配合物中存在的化學鍵有___________(填字母標號)。

a.離子健 b.配位鍵 c.金屬健 d.共價鍵 e.氫鍵

4)已知TiO2與濃硫酸反應生成硫酸氧鈦,硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子,結構如上圖所示,該陽離子化學式為________,陰離子SO42—的空間構型為____。

5)鈦與鹵素形成的化合物熔沸點如下表所示:

TiCl4

TiBr4

TiI4

熔點/

24.1

38.3

155

沸點/

136.5

233.5

377

分析 TiCl4TiBr4、TiI4的熔點和沸點呈現一定變化規律的原因是:_____。

6)已知TiN晶體的晶胞結構如下圖所示,若該晶胞的密度ρg/cm3,阿伏加德羅常數值為NA,則晶胞中Ti原子與N原子的最近距離為________pm.(用含ρ、NA的代數式表示)

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】關于合成氨工業:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+QkJ(Q>0),下列說法正確的是(

A.1molN23molH2的總鍵能大于2molNH3的總鍵能

B.使用鐵觸媒作為催化劑對Q值的大小無影響

C.用水吸收NH3后,剩余N2H2循環利用提高原料利用率

D.反應采用高溫條件,可以用勒夏特列原理解釋

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