I.“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题:(1
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I.“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题: (1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应: CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下二组数据:
实验组
| 温度℃
| 起始量/mol
| 平衡量/mol
| 达到平衡所需时间/min
| CO
| H2O
| H2
| CO
| 1
| 650
| 4
| 2
| 1.6
| 2.4
| 6
| 2
| 900
| 2
| 1
| 0.4
| 1.6
| 3
| ①实验1中以v (CO2)表示的反应速率为 (保留两位小数,下同)。 ②该反应为 (填“吸”或“放”)热反应,实验2条件下平衡常数K= 。 (2)已知在常温常压下: ① 2CH3OH(l)+ 3O2(g)= 2CO2(g)+ 4H2O(g) ΔH = -1275.6 kJ/mol ② 2CO (g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH = -566.0 kJ/mol ③ H2O(g)= H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol 写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。 II.(1)海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO4电池某电极的工作原理如下图所示:
该电池的电解质为能传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的 极(填“正”或“负”),该电极反应式为 。 (2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO4和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL,假如电路中转移了0.02 mole-,且电解池的电极均为惰性电极,阳极产生的气体在标准状况下的体积是 L,将电解后的溶液加水稀释至1L,此时溶液的pH= 。 |
答案
Ⅰ.(1)①0.13mol/(L·min)(2分) ②放(1分) 0.17(2分) (2)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH =-442.8 kJ/mol (2分) Ⅱ.(1)正(1分) FePO4+e-+Li+=LiFePO4 (2分) (2)0.168(2分) 2(2分) |
解析
试题分析:Ⅰ.(1)①由表格数据和反应的化学方程式可知可知,氢气的物质的量与CO2的物质的量是相等的,则二氧化碳的浓度变化为1.6mol÷2L=0.8mol/L,则v=0.8mol/L÷6min=0.13mol/(L·min); ②温度升高,氢气的含量减少,则升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应; H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g) 初始浓度 0.5mol/L 1mol/L 0 0 转化浓度 0.2mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l 0.2mol/l 平衡浓度 0.3mol/L 0.8mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l 则K==0.17 (2)已知在常温常压下:① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+ 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol、 ② 2CO (g)+ O2(g)=2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol、③ H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol,则根据盖斯定律可知(①-②+③×4)÷2即得到甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH =-442.8 kJ/mol。 Ⅱ.(1)放电时铁元素的化合价由+3价降低到+2价,得到电子,因此是正极,电极反应式为FePO4+e-+Li+=LiFePO4; (2)硫酸铜和氯化钠的物质的量均是0.01mol,由于通过0.02mol电子,因此铜离子青海方,氯离子不足,即氯离子完全放电后溶液中的氢氧根离子又放电。所以电解过程可以看做是3个阶段,度÷第一阶段相当于是电解氯化铜,第二阶段是电解硫酸铜,所以阳极产生氯气是0.01mol÷2=0.005mol,氧气是(0.02mol-0.01mol)÷4=0.0025mol,则体积共计是(0.005mol+0.0025mol)×22.4L/mol=0.168L。氧气是0.0025mol,则根据反应式2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑可知产生氢离子的物质的量是0.0025mol×4=0.01mol,氢离子浓度是0.01mol÷1L=0.01mol/L,则pH=2。 |
举一反三
已知2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s)ΔH=-701.0 kJ·mol-1 2Hg(l)+O2(g)2HgO(s)ΔH=-181.6 kJ·mol-1 则反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为( )A.+519.4 kJ·mol-1 | B.+259.7 kJ·mol-1 | C.-259.7 kJ·mol-1 | D.-519.4 kJ·mol-1 |
|
用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如: CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574 kJ·mol-1 CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1 160 kJ·mol-1 若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移电子总数为______(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为______kJ。 |
(1)合成氨反应的热化学方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1 已知合成氨反应是一个反应物不能完全转化为生成物的反应,在某一定条件下,N2的转化率仅为10%,要想通过该反应得到92.2 kJ的热量,至少在反应混合物中要投放N2的物质的量为________ mol。 (2)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时: 正极的电极反应式:__________________________, 负极的电极反应式:__________________________。 (3)如图是一个电解过程示意图。
①锌片上发生的电极反应式是:_______________________ ②假设使用肼-空气燃料电池作为该过程中的电源,铜片质量变化为128 g,则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气________L(假设空气中氧气体积分数为20%)。 |
甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛,请回答下列问题: (1)高炉冶铁过程中,甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁,有关反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+260 kJ·mol-1 已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1 则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为_______________________________ (2)如下图所示,装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①a处应通入________(填“CH4”或“O2”),b处电极上发生的电极反应式是______________________________ ②电镀结束后,装置Ⅰ中溶液的pH________(填写“变大”“变小”或“不变”,下同),装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度________; ③电镀结束后,装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH-以外还含有________(忽略水解); ④在此过程中若完全反应,装置Ⅱ中阴极质量变化12.8 g,则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L(标准状况下)。 |
在208 K、100 kPa时,已知: 2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) ΔH1 Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) ΔH2 2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 | B.ΔH3=ΔH1+ΔH2 | C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 | D.ΔH3=ΔH1-ΔH2 |
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