Ⅰ.甲醇可作为燃料电池的原料.以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇:CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ•mol
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Ⅰ.甲醇可作为燃料电池的原料.以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇: CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ•mol-1 CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-129.0kJ•mol-1 (1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为______. (2)甲醇对水质会造成一定污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用如图装置模拟上述过程: ①完成除去甲醇的离子方程式(方框内填化学式,横线上填计量数):______Co3++CH3OH+H2O═______+______Co2++______ ②若如图装置中的电源为甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池,则电池负极的电极反应式:______. Ⅱ.(1)NH4Cl溶液呈酸性的原因是(用离子反应方程式表示)______. (2)25℃时,将pH=x氨水与pH=y的硫酸(且x+y=14,x>11)等体积混合后,所得溶液中各种离子的浓度关系正确的是______. A.c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) B.c(NH4+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(H+) C.c(NH4+)+c(H+)>c(SO42-)+c(OH-)D.c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-)
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答案
(1)①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol ②CO(g)+2 H2(g)=CH3OH(g)△H=+129.0 kJ/mol 将方程式①-②得CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+206.0kJ/mol-(-129.0kJ/mol)=+77.0 kJ/mol, 故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0 kJ/mol; (2)①甲醇被氧化生成二氧化碳,Co3+被还原生成Co2+,溶液呈酸性,则生成物中含有氢离子,所以该反应离子方程式为6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+, 故答案为:6;CO2↑;6;6H+; ②正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式为O2+H2O+4e-═4OH-,负极是甲醇失电子在建溶液中生成碳酸钾, 故答案为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O; Ⅱ、(1)氯化铵溶液中铵根离子水解溶液呈酸性,反应的离子方程式为:NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+,故答案为:NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+; (2)X+Y=14,常温下某氨水的pH=X,则氨水中c(OH-)=10 X-14mol/L,某硫酸的pH=Y,硫酸中c(H+)=10-Ymol/L,所以氨水中c(OH-)等于硫酸中c(H+),一水合氨是弱电解质,硫酸是强电解质,所以氨水浓度大于硫酸,二者等体积混合,氨水过量,溶液呈碱性, A.二者混合时,氨水过量,所以溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),故A错误; B.二者混合时,氨水过量,所以溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),所以2c(SO42-)<c(NH4+),离子浓度大小为c(NH4+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(H+),故B正确; C.任何溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得根据电荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),c(NH4+)+c(H+)>c(SO42-)+c(OH-),故C正确; D.二者混合时,氨水过量,所以溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),所以2c(SO42-)<c(NH4+),故D错误; 故答案为:BC. |
举一反三
(1)在25℃、101kPa下,1g液态甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.7kJ,则该反应的热化学方程式应为______. (2)由氢气和氧气反应生成1mol液态水时放热285.8kJ,写出该反应的热化学方程式______.若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ,则反应2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)的△H=______. |
下列叙述中正确的是( )A.稀醋酸与稀氢氧化钠溶液发生中和反应的热化学方程式为:CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol | B.在101kPa时1mol物质燃烧时的反应热叫做该物质的燃烧热 | C.未来氢气作为新能源的其中一个优点是充分燃烧的产物不污染环境 | D.升高温度或加入催化剂,可以改变化学反应的反应热 | 关于热化学方程式与普通化学方程式的比较,正确的是( )A.两者均表示了物质的变化 | B.两者均表示了能量的变化 | C.两者均需注明物质的聚集状态及反应条件 | D.两者的化学计量数均表示分子数,均必须是整数 | 临湘一中食堂以前烧煤,经过改造现在烧天然气,使校园环境有了很大的改善.天然气的主要成分是甲烷,若2克甲烷完全燃烧可放出QKJ的热量,请写出能表示甲烷燃烧热的热化学方程式______. | 碳、氮元素及其化合物与人类的生产生活密切相关.试回答下列有关问题: (1)下图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式______.
(2)NH3极易溶于水,其水溶液俗称氨水.用水稀释0.1mol•L-1的氨水,溶液中随着水量的增加而减小的是______(填序号). A. B. C.c(H+)•c(OH-) D. (3)标准状况下,将1.12LCO2通入100mL1mol•L-1的NaOH溶液中,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为______; (4)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g).当反应达到平衡时不断改变条件(不改 变N2、H2和NH3的量),下图表示反应速率与反应过程的关系,其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是______.
(5)甲烷燃料电池中发生的化学反应为:CH4+2O2=CO2+2H2O,该电池的电解质溶液为H2SO4溶液,写出其负极的电极反应式______. |
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