分析 (1)1mol H2(g)燃烧生成1molH2O(l)放出的热量为285.8kJ,据此计算分解10mol水消耗的能量;
(2)由CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热可得热化学方程式:
①CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1
②CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H=-726.5kJ•mol-1
根据盖斯定律,②-①可得:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l);
(3)由图可知,250℃先达到平衡,则温度T<250℃,又温度高时平衡状态CH3OH的物质的量少,则说明升高温度反应CO2+3H2?CH3OH+H2O向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,
①根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算250℃时,0~10min用H2表示的反应速率;
②温度越高,反应速率越快;
③T时,若3v(CO)=v(H2),没有告诉正逆反应,无法判断平衡状态;
④该反应过程中密度为定值;
⑤根据图象曲线判断平衡时CO2的转化率大小;
(4)根据二氧化碳的转化率计算平衡时各物质的物质的量,恒温恒容下,压强之比对气体物质的量之比;
(5)原电池负极发生氧化反应,正极发生还原反应,甲醇在负极失去电子,酸性条件下生成二氧化碳,由电荷守恒可知,还生成氢离子.
解答 解:(1)1mol H2(g)燃烧生成1molH2O(l)放出的热量为为285.8kJ,分解10mol H2O(l)消耗的能量为:285.8kJ×10=2858kJ,
故答案为:2858;
(2)由CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热可得热化学方程式:
①CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1
②CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H=-726.5kJ•mol-1
根据盖斯定律,②-①可得:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l),该反应的反应热△H=-726.5kJ•mol-1-(-283.0kJ•mol-1)=-443.5kJ•mol-1,
故热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l)△H=-443.5kJ•mol-1,
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l)△H=-443.5kJ•mol-1;
(3)由图可知,250℃先达到平衡,则温度T<250℃,又温度高时平衡状态CH3OH的物质的量少,则说明升高温度反应CO2+3H2?CH3OH+H2O向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,
①250℃时,0~10min时用H2表示的反应速率为:v(H2)=3v(CH3OH)=$\frac{\frac{0.15mol}{2L}}{10min}$×3=0.0225mol/(L•min),故①错误;
②根据分析可知温度T<250℃,温度越高反应速率越快,则该反应在T时生成甲醇的速率比250℃时的小,故②正确;
③T时若3v(CO)=v(H2),没有指出正逆反应,无法判断是否达到平衡状态,故③错误;
④该反应前后都是气体,气体的总质量不变,容器容积不变,则密度始终不变,不能根据密度判断平衡状态,故④错误;
⑤根据图象可知,平衡时甲醇的物质的量:T℃>250℃,甲醇的物质的量越大说明二氧化碳的转化率越高,则平衡时CO2的转化率:T℃时大于250℃,故⑤正确;
故答案为:②⑤;
(4)反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则:
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol):1 3 0 0
转化(mol):a 3a a a
平衡(mol):1-a 3-3a a a
根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比,即(1-a+3-3a+a+a):(1+3)=1-$\frac{a}{2}$,
故答案为:1-$\frac{a}{2}$;
(5)原电池负极发生氧化反应,正极发生还原反应,甲醇在负极失去电子,酸性条件下生成二氧化碳,由电荷守恒可知,还生成氢离子,负极电极反应式为2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2+12H+,
故答案为:2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2+12H+.
点评 本题考查较为综合,涉及化学平衡计算、反应热与焓变、原电池原理等知识,明确化学平衡及其影响为解答关键,注意掌握电解原理、反应热与焓变的应用,试题培养了学生的分析、理解能力及综合应用能力.
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 二氧化硅与任何酸都不反应 | |
B. | 硅太阳能电池、计算机芯片、光导纤维都用到硅单质 | |
C. | 硅的性质很稳定,能以单质形式存在于地壳中 | |
D. | 水泥路桥、门窗玻璃、砖瓦、陶瓷餐具所用材料为硅酸盐 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | CH3COOH溶液与NaOH溶液的反应为吸热反应 | |
B. | 所加NaOH溶液过量,目的是保证CH3COOH溶液完全被中和 | |
C. | 若量热计的保温瓶绝热效果不好,则所测△H偏大 | |
D. | CH3COOH的中和热△H为-53.3KJ•mol-1 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
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科目:高中化学 来源: 题型:推断题
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
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