分析 (1)根據(jù)蓋斯定律計算書寫熱化學(xué)方程式,根據(jù)(Ⅰ)CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H1=+247.3kJ•mol-1
(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2=-90.1kJ•mol-1
(Ⅲ)2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)△H3=-566.0kJ•mol-1
由(Ⅰ)×2+(Ⅱ)×2+(Ⅲ)得到所需熱化學(xué)方程式;
(2)根據(jù)平衡體系中各組分的體積分數(shù)均為$\frac{1}{4}$,利用三段式計算出平衡時各組分的含量,
CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)
起始(mol) 6 6 0 0
變化(mol) x x 2x 2x
平衡(mol)6-x 6-x 2x 2x
計算得到x,計算平衡常數(shù)=$\frac{生成物平衡濃度的冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度的冪次方乘積}$,轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%;
(3)①依據(jù)轉(zhuǎn)化率曲線分析判斷,圖象中轉(zhuǎn)化率變化最大的是4.0×106Pa;
②圖象分析速率隨溫度變化的趨勢分析回答,溫度在高于80°C對反應(yīng)速率影響不大,反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度過高,平衡逆向進行,不利于轉(zhuǎn)化率增大;
(4)①根據(jù)圖知,交換膜是質(zhì)子交換膜,則電解質(zhì)溶液呈酸性,根據(jù)氫離子移動方向知,通入a的電極為負極、通入b的電極為正極,負極上甲醇失去電子發(fā)生氧化反應(yīng);
②根據(jù)電解池的工作原理和電極方程式來計算,當兩極共收集到標準狀況下的氣體1.12L(0.05mol)時,則生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.05mol.
解答 解:(1)根據(jù)(Ⅰ)CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H1=+247.3kJ•mol-1
(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2=-90.1kJ•mol-1
(Ⅲ)2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)△H3=-566.0kJ•mol-1
由(Ⅰ)×2+(Ⅱ)×2+(Ⅲ)得2CH4(g)+O2(g)?2CH3OH(g)△H,故△H=2△H1+2△H2+△H3=(+247.3kJ•mol-1)×2+(-90.1kJ•mol-1)×2+(-566.0kJ•mol-1)=-251.6kJ•mol-1,所以用CH4和O2直接制備甲醇蒸氣的熱化學(xué)方程式為2CH4(g)+O2(g)?2CH3OH(g)△H=-251.6kJ•mol-1,
故答案為:2CH4(g)+O2(g)?2CH3OH(g)△H=-251.6kJ•mol-1;
(2)CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)
起始(mol) 6 6 0 0
變化(mol) x x 2x 2x
平衡(mol)6-x 6-x 2x 2x
平衡體系中各組分的體積分數(shù)均為$\frac{1}{4}$,所以6-x=2x,解得x=2,
則此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)X=$\frac{{c}^{2}(CO){c}^{2}({H}_{2})}{c(C{H}_{4})c(C{O}_{2})}$=$\frac{{1}^{2}×{1}^{2}}{1×1}$=1,
CH4的轉(zhuǎn)化率為$\frac{2}{6}$×100%=33.3%,
故答案為:1;33.3%;
(3)①從反應(yīng)壓強對甲醇轉(zhuǎn)化率的影響“效率“看,圖象中轉(zhuǎn)化率變化最大的是4.0×106Pa,故答案為:4.0×106Pa;
②依據(jù)圖象分析溫度在高于80°C對反應(yīng)速率影響不大,反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度過高,平衡逆向進行,不利于轉(zhuǎn)化率增大,
故答案為:高于80℃時,溫度對反應(yīng)速率影響較小,且反應(yīng)放熱,升高溫度時平衡逆向移動,轉(zhuǎn)化率降低;
(4)①根據(jù)圖知,交換膜是質(zhì)子交換膜,則電解質(zhì)溶液呈酸性,根據(jù)氫離子移動方向知,通入a的電極為負極、通入b的電極為正極,負極上甲醇失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),負極反應(yīng)式為 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O,
故答案為:負;CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;
②用此電池以惰性電極電解飽和食鹽水的電極反應(yīng)為:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH-,當兩極共收集到標準狀況下的氣體1.12L(0.05mol)時,則生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.05mol,所以COH-=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L,所以PH=13,故答案為:13.
點評 本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、熱化學(xué)方程式的計算書寫、化學(xué)平衡的計算、圖象分析判斷以及電化學(xué)的知識等,注意掌握基礎(chǔ)知識的掌握,題目難度中等.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 容量瓶在使用前一定要檢漏、洗滌并烘干 | |
B. | 使用膠頭滴管時,特殊情況下也可把滴管插入到溶液中 | |
C. | 取過程中,不需要打開分液漏斗的玻璃塞,以防止其漏氣 | |
D. | 蒸餾時,冷卻水從冷凝管最熱一端進入,這樣冷凝效果好 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
物質(zhì) | 溶解度/(g/100g水) | ||
0°C | 40°C | 80°C | |
KCl | 28 | 40.1 | 51.3 |
NaCl | 35.7 | 36.4 | 38 |
K2Cr2O7 | 4.7 | 26.3 | 73 |
Na2Cr2O7 | 163 | 215 | 376 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 鐵釘放入硫酸銅溶液中,溶液由藍色變?yōu)闇\綠色 | |
B. | 將空氣中燃著的硫伸入氧氣瓶中,火焰由黃色變?yōu)樗{紫色 | |
C. | 高溫加熱木炭與氧化銅的混合物,固體由黑色變成紅色 | |
D. | 往水中加入少量高錳酸鉀,液體由無色變成紫紅色 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
主族 周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
2 | ① | ② | ③ | |||||
3 | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | |||
4 | ⑨ | ⑩ |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 氧化鋁具有很高的熔點,故可用于制造耐高溫材料 | |
B. | 常溫下鋁與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng),故常溫下可用鋁制容器貯運濃硫酸 | |
C. | 碳酸鈉可與鹽酸反應(yīng),故常用于治療胃潰瘍病人的胃酸過多癥 | |
D. | 二氧化硫、潮濕的氯氣均具有漂白性,故兩者混合使用漂白效果會更好 |
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