科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△
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科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。请回答下列问题: (1)写出CO燃烧的热化学方程式___________________; (2)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为_____________; (3)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变得情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃); |
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①温度升高该反应的平衡常数___________ (增大、减小、不变) ②B过程用H2表示该反应的化学反应速率是________mol·L-1·min-1 (4)在直接以甲醇为燃料的电池中,电解质溶液为碱性,总反应为:CH3OH+3/2O2+2OH-==CO32-+3H2O,负极的反应式为______________。 |
答案
(1)2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △H=-566kJ·mol-1 (2)CH3OH(l)+ O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-443.5kJ·mol-1 (3)减小;3n(B)/[2t(B)] (4)CH3OH-6e-+8OH-==CO32-+6H2O |
举一反三
在汽车上安装催化转化器可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)相互反应生成无毒害物质,减少汽车尾气污染。 (1)N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+180.5 kJ/mol 2C(s)+ O2(g)=2CO(g) △H=-221.0 kJ/mol C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol 写出NO(g)与CO(g)反应的热化学方程式____________________。 (2)某研究性学习小组在技术人员的指导下,在某温度时按下列流程探究催化剂作用下的反应速率,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表 |
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①前2s内的平均反应速率v (N2) =__________。 ②列式计算该温度下反应的平衡常数K_______________。 ③对于该可逆反应,下列叙述正确的是___________(填序号)。 A.该反应在一定条件下能自发进行 B.该反应能有效减少有害气体的排放 C.该反应一旦发生将在很短的时间内完成 D.该反应达到平衡时CO、NO的转化率相等 (3)CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列叙述错误的是____(填序号)。 |
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A.负极的电极反应式为:CO+O2--2e-=CO2 B.工作时O2-在固体介质中由电极a流向电极b C.工作时电子由电极a通过电流计流向电极b D.电流计中显示的电流越大,汽车尾气中CO的含量越高 |
⑴氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。氢气燃烧热值高。实验测得,在常温常压下,1gH2完全燃烧生成液态水,放出 142 . 9 kJ 热量。则能表示H2标准燃烧热的热化学方程式为________________________。 ⑵燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现用甲烷燃料电池进行右图所示实验: ①该甲烷燃料电池中,负极的电极反应式为__________________。 ②下图装置中,某一铜电极的质量减轻 6.4 g ,则 a 极上消耗的O2在标准状况下的体积为__________L。 |
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⑶氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的化学方程式如下: ① 当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如图所示。图中t3 时引起平衡移动的条件可能是______________其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是___________。 |
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②温度为T℃时,将2amolH2和amolN2放入0 . 5L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50﹪。则反应的平衡常数为________________ ③现以a mol NH3和足量空气为原料制取NH4NO3,经过一系列转化反应后,向反应混合物中加入bg水,得到密度为ρg/mL的溶液,计算该溶液中NH4NO3物质的量浓度的最大值。 |
已知下列反应的平衡常数: H2(g)+S(s) H2S(g) K1 S(s)+O2(g) SO2(g) K2 则反应H2+SO2 O2+H2S的平衡常数为 |
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A.K1+K2 B.K1-K2 C.K1×K2 D.K1/K2 |
T℃时,有甲、乙两个密闭容器,甲容器的体积为1 L,乙容器的体积为2 L,分别向甲、乙两容器中加入6 mol A和3 mol B,发生反应如下:3A(g)+bB(g) 3C(g)+2D(g) ΔH<0; 4 min时甲容器内的反应恰好达到平衡,A的浓度为2.4 mol/L,B的浓度为1.8 mol/L; t min时乙容器内的反应达平衡,B的浓度为0.8 mol/L.根据题给信息回答下列问题: (1)甲容器中反应的平均速率v(B)=________,化学方程式中计量数b=________. (2)乙容器中反应达到平衡时所需时间t________4 min(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是______________________________. (3)T℃时,在另一个体积与乙相同的丙容器中,为了达到平衡时B的浓度仍然为0.8 mol/L,起始时,向丙容器中加入C、D的物质的量分别为3 mol、2 mol,则还需加入A、B的物质的量分别是________、________. (4)若要使甲、乙容器中B的平衡浓度相等,可以采取的措施是________. A.保持温度不变,增大甲容器的体积至2 L B.保持容器体积不变,使甲容器升高温度 C.保持容器压强和温度都不变,向甲中加入一定量的A气体 D.保持容器压强和温度都不变,向甲中加入一定量的B气体 (5)写出平衡常数表达式K=________,并计算在T℃时的化学平衡常数K=________. |
黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)是工业生产硫酸的重要原料。FeS2在高温下与氧气反应: (1)若有1molFeS2参加反应,转移电子的物质的量为_________________。 (2)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3: 已知T℃时,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示。根据图回答下列问题: |
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①T℃时,将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭恒容反应器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa,计算该反应的平衡常数(写出计算过程,计算结果保留两位有效数字): ②T℃时,平衡由A点变到B点时,平衡常数K(A)_____K(B) (填“>”、“<”或“=”)。 ③已知1g二氧化硫完全反应生成气态三氧化硫,放出热量 1.536kJ,则上述反应的反应热△H=_______________ 。 (3)某科研小组利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,装置如图,电极A、B为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请问 |
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①B电极的电极反应为__________; ②溶液中H+的移动方向是由_____极池到_____极池(填A、B)。 |
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