研究碳及其化合物的性質(zhì)對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要意義。
(1)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通人體積為2L的恒容密閉容器中,進行反應(yīng) CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下兩組數(shù)據(jù):
實驗組
溫度℃
起始量/mol
平衡量/mol
達到平衡所需時間/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
6
2
900
2
1
0.4
1.6
3
①實驗1中以CO2表示的反應(yīng)速率為_____________(保留2位小數(shù));
②該反應(yīng)為___________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng);
③實驗2的平衡常數(shù)為___________________________。
(2)已知在常溫常壓下:
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1451.6kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  △H=-566.0kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成CO和液態(tài)水的熱化學方程式_______________________________。
(3)甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染,有一種電化學法可消除這種污染,實驗室用如圖裝置模擬該過程,其原理是:通電后,Co2+被氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把甲醇氧化成CO2而除去(Co3+的還原產(chǎn)物是CO2+)。

①寫出陽極電極反應(yīng)式_______________________________________________________________ ;
②寫出除去甲醇的離子方程式__________________________________________________________。
(12分)(1)①0.13mol/(L?min)(2分) ②放熱(1分) ③(2分)
(2)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-442.8kJ/mol (3分,方程式2分,數(shù)值1分)
(3)①Co2+-e=Co3+(2分) ②6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+(2分)

試題分析:(1)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,氫氣的物質(zhì)的量變化量為1.6mol,因此根據(jù)反應(yīng)的方程式可知,CO2的變化量也是1.6mol,其濃度是1.6mol÷2L=0.8mol/L,所以CO2表示的反應(yīng)速率是v(CO2)=0.8mol/L÷6min=0.13mol/(L?min)。
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,實驗1中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=40%,實驗2中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=20%,因此實驗1的轉(zhuǎn)化率大于實驗2。這說明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,因此正反應(yīng)放熱。
③平衡時CO的物質(zhì)的量為1.6mol÷2L=0.8mol/L,則:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始濃度(mol/L)   1    0.5     0    0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)  0.2   0.2    0.2   0.2
平衡濃度(mol/L)  0.8   0.3    0.2   0.2
化學平衡常數(shù)是在一定條件下,當可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值.所以900℃時該反應(yīng)平衡常數(shù)K==0.17。
(2)已知反應(yīng)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1451.6kJ/mol和反應(yīng)②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  △H=-566.0kJ/mol,則根據(jù)蓋斯定律可知,(①-②)÷2即得CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l),所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=(-1451.6kJ/mol+566.0kJ/mol)÷2=-442.8kJ/mol。
(3)①電解池中陽極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。因此通電后,Co2+在陽極失去電子氧化成Co3+,所以陽極電極反應(yīng)式為Co2+-e=Co3+。
②以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而除去,自身被還原為Co2+,結(jié)合原子守恒與電荷守恒可知,該反應(yīng)的離子方程式為6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:問答題

鉛蓄電池是最常見的二次電池,它是由兩組平行排列的柵狀鉛合金極板作為主架,正極板上覆蓋PbO2,負極板上覆蓋Pb,電解質(zhì)是硫酸.電池總反應(yīng)式為:Pb+PbO2+4H++2SO42-
放電
充電
2PbSO4+2H2O請回答下列問題:
(1)放電時:負極的電極反應(yīng)式是______;電解液中H2SO4的濃度將變______;當外電路通過2mol電子時,理論上負極板的質(zhì)量增加______g.
(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時,若按如圖連接,電解一段時間后,則在A電極上生成______、在B電極上生成______.

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列敘述正確的是
A.合成氨生產(chǎn)過程中將NH3液化分離,可加快正反應(yīng)速率,提高N2、H2的轉(zhuǎn)化率
B.含1 mol Ba(OH)2的稀溶液和含1 mol H2SO4的稀溶液反應(yīng)釋放熱量akJ,則表示該反應(yīng)中和熱的熱化學反應(yīng)方程式為:
OH(aq)+H(aq)=H2O(l) ?H =" -a" kJ·mol-1
C.電解精煉銅時,同一時間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量比陰極析出銅的質(zhì)量小
D.對于2HI(g) H2(g)+I2(g)平衡體系,增大平衡體系的壓強可使顏色變深,符合勒夏特列原理解釋。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(1)已知:P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH=-2983.2kJ/mol
P(紅磷,s)+5/4O2(g)=1/4 P4O10(s)  ΔH=-738.5kJ/mol
則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式為                                    ;由此說明紅磷的穩(wěn)定性比白磷            。
(2)明礬[KAl(SO4)2·12H2O]水溶液呈      (填“酸”、“堿”或“中”)性;明礬還能凈水,用離子方程式解釋其原因為                                        。
(3)電解池的能量轉(zhuǎn)化形式為                    ,原電池反應(yīng)       (填“一定”或“不一定”)自發(fā)。
(4)pH=3的鹽酸和pH=3的醋酸溶液各稀釋至其體積的100倍,稀釋后鹽酸的pH      (填“大于”、“小于”或“等于”)醋酸的pH;常溫時pH=x的鹽酸和pH=y的NaOH溶液以1︰10的體積比混合,反應(yīng)后溶液恰好呈中性,則x、y滿足的關(guān)系是            。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:問答題

在高溫高壓下CO具有極高的化學活性,能與多種單質(zhì)或化合物反應(yīng)。
(1)若在恒溫恒容的容器內(nèi)進行反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),則可用來判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志有           。(填字母)
a.容器內(nèi)的壓強保持不變            b.容器中H2濃度與CO濃度相等
c.容器中混合氣體的密度保持不變    d.CO的生成速率與H2的生成速率相等
(2)CO一空氣燃料電池中使用的電解質(zhì)是攙雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導O。該電池負極的電極反應(yīng)式為              。
(3)一定條件下,CO與H2可合成甲烷,反應(yīng)方程式為:CO(g)+3H2(g) CH4(g)+ H2O (g)
①一定條件下,該反應(yīng)能夠自發(fā)進行的原因是              。
②已知H2(g)、CO(g)和 CH4(g)的燃燒熱分別為285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1和890,0 kJ·mol-1
寫出CO與H2反應(yīng)生成CH4和CO2的熱化學方程式:                  。
(4)工業(yè)上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,反應(yīng)方程式為:                           
CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g)   △H=-29.1 kJ·mol-1
科研人員對該反應(yīng)進行了研究.部分研究結(jié)果如下:

①從反應(yīng)壓強對甲醇轉(zhuǎn)化率的影響“效率"看,工業(yè)制取甲酸甲酯應(yīng)選擇的壓強是            。
②實際工業(yè)生產(chǎn)中采用的溫度是80℃,其理由是            。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列各表述與示意圖一致的是
A.圖①表示室溫時,用0.1 mol.L-1鹽酸滴定0.1 mol·L-1NaOH溶液過程中的pH變化
B.T℃時,反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達到平衡時NO2的體積分數(shù)(NO2)隨壓強P的變化如圖②所示,則A點的顏色深,B點的顏色淺
C.圖③表示向絕熱恒容密閉容器中通入A2和B2,一定條件下使反應(yīng)2A2(g)+B2(g)2C(g),達到平衡,正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖。由圖可得出的結(jié)論是:反應(yīng)物的總能量低于生成物的總量
D.圖④在恒溫恒容的密閉容器中,氣體M存在如下關(guān)系xM(g)Mx(g),t1時刻,保持溫度不變,再充入1 mol M,重新達到平衡時將增大

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

化學中圖象可以直觀地描述化學反應(yīng)的進程或結(jié)果,下列圖像描述正確的是( )
A.圖5表示化學反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量變化,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H =183kJ·mol-1
B.圖6表示室溫時用0.1mol·L-1鹽酸滴定20mL0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液pH隨加入酸體積變化
C.圖7表示體積和pH均相同的HCl和CH3COOH兩種溶液中,分別加入足量的鋅,產(chǎn)生H2的體積隨時間的變化,則a表示CH3COOH溶液
D.圖8表示10mL0.1mol/LNa2CO3和NaHCO3兩種溶液中,分別滴加0.1mol/LHCl,產(chǎn)生CO2的體積隨鹽酸體積的變化,則b表示Na2CO3溶液

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列說法正確的是
A.500℃、30MPa下,將0.5mol N2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19.3kJ,其熱化學方程式為:△H=-38.6kJ·mol-1
B.10mL 0.5mol/L CH3COONa溶液與6mL 1mol/L鹽酸混合:c(Cl)>c(CH3COOH) >c(Na)>c(H)>c(OH)
C.實驗測得環(huán)己烷(l)、環(huán)己烯(l)和苯(l)的標準燃燒熱分別為-3916 kJ/mol、-3747 kJ/mol和-3265 kJ/mol,可以證明在苯分子中不存在獨立的碳碳雙鍵
D.在25℃下,將a mol·L-1的氨水與0.01 mol·L-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)時溶液中c(NH4+)=c(Cl)。用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=

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