（14分）運用化學反應原理分析解答以下問題
（1）已知： ①CO(g)+2H2(g) 
CH3OH(g) △Hl= －91kJ·mol－l
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2= －24 kJ·mol－l ③CO(g) +H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3= －41 kJ·mol－l
且三個反應的平衡常數依次為K1、K2、K3
則反應 3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g) △H= .
化學平衡常數K= （用含K1、K2、K3的代數式表示）。
（2）一定條件下，若將體積比為1:2的CO和H2氣體通入體積一定的密閉容器中發(fā)生反應 3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g)，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)是 。
a．體系壓強保持不變 B．混合氣體密度保持不變
c． CO和H2的物質的量保持不變 d．CO的消耗速度等于CO2的生成速率
（3）氨氣溶于水得到氨水。在25℃下，將x mol．L－l的氨水與y mol．L－1的鹽酸等體積混合，反應后溶液顯中性，則c(NH4+)____c（Cl－）（填“>”、“<”、“=”）；用含x和y的代數式表示出氨水的電離平衡常數 .
（4）科學家發(fā)明了使NH3直接用于燃料電池的方法，其裝置用鉑黑作電極、加入電解質溶液中，一個電極通入空氣，另一電極通入NH3。其電池反應式為：4NH3+3O2 = 2N2+6H2O，電解質溶液應顯 （填“酸性”、“中性”、“堿性”），
寫出正極的電極反應方程式 .
（每空2分，共14分）
(1)-247KJ·mol－１ K12·K2·K3
(2)a·c
(3) = K=
mol·L-1
(4)堿性 O2+2H2O+4e－＝4OH－
解析試題分析：（1）根據蓋斯定律得3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g) △H=①×2+②+③=△Hl×2+△H2+△H3=-247KJ·mol－１，平衡常數K= K12·K2·K3
（2）a、容器體積固定，3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g)是反應前后氣體壓強發(fā)生改變的可逆反應，所以體系壓強保持不變時達平衡狀態(tài)，正確；b、容器體積固定，根據質量守恒定律，得氣體的密度始終不變，所以不能作為平衡狀態(tài)到達的標志，錯誤；c、反應開始時，CO和H2的物質的量一直減少，當CO和H2的物質的量保持不變，不再減少時證明已達平衡狀態(tài)，正確；d、CO的消耗速率任何狀態(tài)都不等于CO2的生成速率，錯誤，答案選ac；
（3）根據電荷守恒定律，鹽酸與氨水混合后的溶液顯中性，則c(H＋)=c（OH－），c(Cl-)+ c（OH－）=c(NH4+)+c(H＋)，所以c(Cl-)=c(NH4+)；在25℃下，中性溶液中c(H＋)= c（OH－）=1×10-7mol/L，若鹽酸與氨水的濃度相等，則等體積混合后生成氯化銨溶液顯酸性，而實際溶液顯中性，說明氨水的濃度大于鹽酸的濃度，氨水過量，設二者的體積均為1L，與鹽酸反應完剩余氨水的物質的量（x-y）mol，一水合氨的濃度為（x-y）/2mol/L，c(NH4+)=c(Cl-)=y/2mol/L，則氨水的電離平衡常數K= c（OH－）c(NH4+)/ c(NH3·H2O)= 1×10-7mol/L×y/2mol/L/（x-y）/2mol/L= mol·L-1，
（4）根據電池反應式為：4NH3+3O2 =2N2+6H2O，判斷氨氣發(fā)生氧化反應，氧氣發(fā)生還原反應，氨氣失電子成為氮氣和氫離子，所以電解質溶液應顯堿性，產物中才能生成水；因為電解質溶液為堿性，所以正極是氧氣的還原反應，氧氣得電子與水結合生成氫氧根離子，電極反應式為O2+2H2O+4e－＝4OH－
考點：考查蓋斯定律的應用 ，化學平衡狀態(tài)的判斷，化學平衡常數的計算，原電池反應原理的應用
閱讀快車系列答案科目：高中化學 來源： 題型：填空題
（9分）（1）肼(N2H4)又稱聯氨，在常溫下是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。已知在101kPa時，1gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣和H2O，放出19.5kJ熱量(25℃時)，表示N2H4燃燒熱的熱化學方程式是____________________________________________________。
（2）肼－空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空氣燃料電池放電時：正極的電極反應式：__________________；負極的電極反應式：_______________。
（3）下圖是一個電解過程示意圖。
①鋅片上發(fā)生的電極反應式是：_____________________________。
②假設使用肼－空氣燃料電池作為該過程中的電源，銅片質量變化為128g，則肼－空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣________L(假設空氣中氧氣體積分數為20%)。
查看答案和解析>>
科目：高中化學 來源： 題型：填空題
（15分）二甲醚（DME）和甲醇是21世紀應用最廣泛的兩種清潔燃料，目前工業(yè)上均可由合成氣在特定催化劑作用下制得。
（1）由合成氣制備二甲醚的主要原理如下：
已知：①CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) △H1＝－90.7 kJ·mol－1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2＝－23.5 kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H3＝－41.2 kJ·mol－1
則反應3H2(g)＋3CO(g)
CH3OCH3(g)＋CO2(g)的△H＝ kJ·mol-1。
（2）將合成氣以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反應器中，一定條件下發(fā)生反應：
4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，其中CO的平衡轉化率隨溫度、壓強變化關系如圖所示：
①該反應的平衡常數表達式為 ；P1、P2、P3由大到小的順序為 。
②若反應在P3和316℃時，起始時n(H2)/n(CO)=3，則達到平衡時，CO的轉化率 50％（填“大于”、“小于”或“等于”)。
（3）由合成氣合成甲醇的反應的溫度與平衡常數（K）的關系如表數據，
250℃時，將2 molCO和6 molH2充入2L的密閉容器中發(fā)生反應，反應時間與物質濃度的關系如圖所示，則前10分鐘內，氫氣的平均反應速率為 ；若15分鐘時，只改變溫度一個條件，假設在20分鐘時達到新平衡，氫氣的轉化率為33.3%，此時溫度為 （從上表中選），請在圖中畫出15—25分鐘c (CH3OH)的變化曲線。
（4）利用甲醇液相脫水也可制備二甲醚，原理是：CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O，CH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。與合成氣制備二甲醚比較，該工藝的優(yōu)點是反應溫度低，轉化率高，其缺點是 。
查看答案和解析>>
科目：高中化學 來源： 題型：填空題
隨著科學技術的進步，人們研制了多種甲醇質子交換膜燃料電池，以滿足不同的需求。
（1）有一類甲醇質子交換膜燃料電池，需將甲醇蒸氣轉化為氫氣，兩種反應原理是
A、CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0kJ/mol
B、CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－192.9kJ/mol
又知H2O(l)＝H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，請寫出32g的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式 。
（2）下圖是某筆記本電腦用甲醇質子交換膜燃料電池的結構示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質子和電子，電子經外電路、質子經內電路到達另一極與氧氣反應，電池總反應為：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。則c電極是 （填“正極”或“負極”），
c電極上發(fā)生的電極反應式是 。
查看答案和解析>>
科目：高中化學 來源： 題型：填空題
（16分）汽車尾氣是城市空氣的主要污染物之一，其主要有害成分是CO、氮氧化物（NOx）等。
（1）NOx產生的原因之一是汽車發(fā)動機工作時引發(fā)N2和O2反應，其能量變化值如右圖所示，
則：N2(g)＋O2(g)
2NO(g) △H= 。
（2）汽車尾氣中CO、NOx的有效消除成為環(huán)保領域的重要課題。某研究小組在實驗室用某新型催化劑對CO、NO催化轉化進行研究，測得NO轉化為N2的轉化率隨溫度、CO混存量的變化情況如下圖一。
① NO與CO混存時，相互反應的化學方程式為 。
② 1000K，n(NO)/n(CO)=5:4時，NO的轉化率為75%，則CO的轉化率約為 。
③ 由于n(NO)/n(CO)在實際過程中是不斷變化的，保證NO轉化率較高的措施是將溫度大約控制在 K之間。
（3）汽車尾氣中NOx有望通過燃料電池實現轉化。已經有人以 NO2、O2和熔融NaNO3制成了燃料電池，其原理如圖二。
① 圖中石墨Ⅱ為電池的 極。
② 在該電池使用過程中，石墨I電極上的產物是氧化物Y，其電極反應式為 。
（4）甲醇也可用于燃料電池。工業(yè)上采用反應CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0合成甲醇。
① 在恒容密閉反應器中，H2的平衡轉化率與溫度、壓強的關
系如圖三所示，則A、B、C三點處對應平衡常數(KA、KB、KC)的
大小關系為 。
② 某高溫下，將6molCO2和8molH2充入2L密閉容器中發(fā)生
反應，達到平衡后測得c(CO2)=2.0mol·L-1，則該溫度下反應的平
衡常數值為 。
查看答案和解析>>
科目：高中化學 來源： 題型：填空題
(17分)合成氨工業(yè)上常用下列方法制備H2：
方法：
方法：
試計算25℃時由方法②制備l000g H2所放出的能量為_________ kJ。
（2）在一定的條件下，將C(s)和H2O(g)分別加入甲、乙兩個密閉容器，發(fā)生反應：
其相關數據如下表所示：
①T1_________T2（填“>”、“=”或“<”）；
T1℃時，該反應的平衡常數K="_________" 。
②乙容器中，當反應進行到1.5min時，H2O(g)的物質的量濃度范圍是_________。
③一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應達到化學平衡狀態(tài)的是_________。
A．
B．混合氣體的密度保持不變
D．混合氣體的平均相對分子質量保持不變
④某同學為了研究反應條件對化學平衡的影響，測得逆反應速率與時間的關系如圖所示：
可見在t1、t3、t5、t7時反應都達了到平衡狀態(tài)，如果t2、t4、t6、t8時都只改變了一個反應條件，則從t1到t8哪個時間段H2O (g)的平衡轉化率最低_________，t4時刻改變的條件是__________。
⑤在25 ℃時，c mol/L，的醋酸與0.02mol/L NaOH溶液等體積混合后溶液剛好呈中性，
用含c的代數式表示CH3COOH的電離常數Ka=_________。
查看答案和解析>>
科目：高中化學 來源： 題型：填空題
（I）保護環(huán)境已成為當前和未來的一項全球性課題。為解決目前燃料使用過程中的環(huán)境污染問題，并緩解能源危機，有的專家提出利用太陽能促使燃料循環(huán)使用的構想，如圖所示：
請回答下列問題：
(1)過程Ⅰ的能量轉化形式為________能轉化為________能。
(2)上述轉化過程中，ΔH1和ΔH2的關系是________。
(3)斷裂1 mol化學鍵所需的能量見下表：
| 共價鍵 | H—N | H—O | N≡N | O＝O |
| 斷裂1 mol化學鍵所需能量/(kJ·mol－1) | 393 | 460 | 941 | 499 |
。試解釋t1—t2，t2—t3速率變化的原因。______________________________________________________。查看答案和解析>>
科目：高中化學 來源： 題型：填空題
下圖是紅磷P（s）和Cl2反應生成
（圖中的
表示生成1mol產物的數據）。根據下圖回答下列問題：
（1）
的熱化學方程式為 。
（2）
= KJ·mol-1
（3）研究表明，化學反應的能量變化（△H）與反應物和生成物的鍵能有關。鍵能可以簡單地理解為斷開1mol化學鍵時所需吸收的能量，表1所列是部分化學鍵的鍵能數據。
表1部分化學鍵的鍵能數據
| 化學鍵 | P-P | P-O | O=O | P=O |
| 鍵能/（kJ·mol-1） | 198 | 360 | 498 | x |
（P4O10）
查看答案和解析>>
科目：高中化學 來源： 題型：填空題
乙醇汽油含氧量達35%,使燃料燃燒更加充分,使用車用乙醇汽油，尾氣排放的CO和碳氫化合物平均減少30%以上,有效的降低和減少了有害的尾氣排放。但是汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，對NOx的有效消除成為環(huán)保領域的重要課題。NOx排入空氣中，形成酸雨，造成空氣污染。NOx中有一種紅棕色氣體，其溶于水的方程式是 。
（2）已知NO2和N2O4的結構式分別是
和
。
| 物質 | NO2 | N2O4 | |
| 化學鍵 | N＝O | N—N | N＝O |
| 鍵能（kJ/mol） | 466 | 167 | 438 |
查看答案和解析>>
湖北省互聯網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話：027-86699610 舉報郵箱：58377363@163.com