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.碳元素的单质及其化合物与人类的生产,生活,科研息息相关.请回答下列问题:
(1)绿色植物的光合作用吸收CO2释放O2的过程可以描述为以下两步:2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s)═4(C3H6O3+(s)+O2(g)+4e-△H═+1360kJ?mol-1;12(C3H6O3+(s)+12e-═C6H12O6(S,葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g)△H=-1200kJ?mol-1则绿色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧气的人化学方程式为
 

(2)工业上利用水煤气合成甲醇的主要反应可表示为:H2(g)+
1
2
CO(g)?
1
2
CH3OH(g)△H=-45kJ?mol-1 向容积为1L的容器中加入0.10molH2和0.05molCO,在一定温度下发生上述反应,10min后反应达到平衡状态,测得放出热量3.632kJ.
①该温度条件下,上述反应的化学平衡常数K=
 

②若容器容积不变,下列措施可增加CH3OH产生率的是
 
(填写序号).A.升高温度B.将CH3OH(g)从体系中分离C.充入He,使体系总压强增大D.再充入0.10molH2和0.05molCO③反应达到平衡后,保持其他条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡向
 
(填“逆向”,“正向”,“不”)移动,化学平衡常数K
 
(填“增大”“减小”或“不变”).
(3)已知反应:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H<0,根据原电池原理该反应能否设计成燃料电池,若能,请写出当电解质溶液为KOH溶液时的负极反应式(若不能,该空可不作答):
 
考点:热化学方程式,化学电源新型电池,化学平衡的影响因素
专题:基本概念与基本理论
分析:(1)依据盖斯定律和热化学方程式计算得到所需的热化学方程式,利用热化学方程式的加减消去不需要的物质,注意加减时焓变随之变化;
(2)①利用三段式来解题;
②据化学平衡移动原理,增加甲醇产率,即使化学平衡正向移动即可;
③根据压强对化学平衡的影响分析;根据影响化学平衡常数的因素分析;
(3)依据反应中元素化合价变化判断反应是否为自发进行的氧化还原反应,自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池反应,燃料在负极失电子发生氧化反应,氧气在正极得到电子发生还原反应,结合电荷守恒书写电极反应;
解答: 解:(1)已知热化学方程式:2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s)═4(C3H6O3+(s)+O2(g)+4e-△H═+1360kJ?mol-1
                       12(C3H6O3+(s)+12e-═C6H12O6(S,葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g)△H=-1200kJ?mol-1
根据盖斯定律,将①×3+②可得:6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2(g)△H=+2880 kJ?mol-1,故答案为:6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2(g)△H=+2880 kJ?mol-1
(2)①根据热化学方程式:H2(g)+
1
2
CO(g)?
1
2
CH3OH(g)△H=-45kJ?mol-1 可知,当反应掉1mol氢气时,放热45KJ,故当放出热量3.632kJ时,反应掉的氢气为0.08mol,根据三段式:
                     H2(g)+
1
2
CO(g)?
1
2
CH3OH(g)
初始C(mol/L):0.10mol/L     0.05mol/L       0
△C(mol/L):0.08mol/L      0.04mol/L      0.04mol/L
平衡C(mol/L):0.02mol/L      0.01mol/L      0.04mol/L
根据化学平衡常数K=
C(CH3OH)
1
2
C(H2)?C(CO)
1
2
=
0.04
1
2
0.02×0.01
1
2
=100,故答案为:100;
②A、该反应是放热的,升高温度,平衡逆向进行,会减小甲醇产率,故A错误;
B、将CH3OH(g)从体系中分离,会促使平衡正向移动,提高甲醇的产率,故B正确;
C、充入He,使体系总压强增大,体积不变,各组分浓度不变,所以平衡不会移动,不会改变甲醇产率,故C错误;
D、再充入0.05mol CO和0.1molH2,增大压强,平衡右移,有利提高甲醇的产率,故D正确;
故选BD;
③该反应是气体体积减小的反应,把容器的体积缩小一半,增大了反应体系的压强,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应方向移动;化学平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,
故答案为;向正反应方向;不变;
(3)已知反应:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H<0,反应是自发进行的氧化还原反应,可以设计原电池反应,CO在负极失到电子发生氧化反应,电极反应为:CO-2e-+2OH-=CO2+H2O;故答案为:CO-2e-+2OH-=CO2+H2O.
点评:本题涉及盖斯定律的应用、化学平衡的有关计算、原电池电极反应应用等综合知识,注意知识的迁移和应用是关键,难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

下列离子方程式书写正确的是(  )
A、NaHCO3溶液与NaOH溶液反应:OH-+HCO3-=CO2↑+H2O
B、氯化铝溶液中加入过量氨水:Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
C、氢氧化钠溶液吸收过量的二氧化碳:2OH-+CO2=CO32-+H2O
D、铝与氢氧化钠溶液反应:Al+OH-+H2O=AlO2-+H2

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科目:高中化学 来源: 题型:

已知A、B、C、D、E五种短周期的原子序数依次增大,其中A、E原子的最外层电子数均等于其周期序数,E原子的电子层数是A的3倍;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子最外层电子数是次外层的3倍.
请回答下列问题:
(1)A代表的元素符号为
 
,B代表的元素符号为
 

(2)B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为
 
(填元素符号).
(3)D元素与氟元素相比,电负性:D
 
氟元素(填“>”、“=”或“<”).
(4)BD2在高温高压下所形成的晶体具有很高的熔点和硬度,其晶胞如图所示.该晶体的类型属于
 
晶体(选填:“分子”、“原子”、“离子”或“金属”),该晶体中B的配位数为
 
,该晶体中B原子轨道的杂化类型为
 

(5)1molB2A2分子中含σ键的数目是
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

有X、Y、Z三种元素,已知:①X2-、Y-均与Y的气态氢化物分子具有相同的电子数;②Z与Y可组成化合物ZY3,ZY3溶液遇KSCN呈血红色.请回答:
(1)Y的最高价氧化物对应水化物的化学式是
 

(2)将ZY3溶液滴入沸水中可得到红褐色液体,反应的离子方程式是
 
.此液体具有的性质是
 
(填写序号字母).
a.光束通过该液体时形成光亮的“通路”
b.插入电极通直流电后,有一极附近液体颜色加深
c.向该液体中加入硝酸银溶液,无沉淀产生
d.将该液体加热、蒸干、灼烧后,有氧化物生成
(3)X单质在空气中燃烧生成一种无色有刺激性气味的气体,该气体与含1.5mol Y的一种含氧酸(该酸的某盐常用于实验室制取氧气)溶液在一定条件下反应,可生成一种强酸和一种氧化物.若有1.5×6.02×1023个电子转移时,该反应的化学方程式是
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

某学生欲用已知物质的量浓度的醋酸来测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时,选择适当的指示剂.请填写下列空白:

锥形瓶中溶液滴定管中溶液选用指示剂选用滴定管
A石蕊(乙)
B甲基橙(甲)
C酚酞(甲)
D石蕊(乙)
(1)用标准醋酸滴定待测的氢氧化钠溶液时,从上属选项中选出最恰当的一项
 
.滴定时应左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视
 
.直到加入最后一滴醋酸,溶液颜色由
 
为止.
(2)下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度值偏低的是
 

A.酸式滴定管未用标准醋酸润洗就直接注入标准醋酸
B.滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取醋酸体积时,开始仰视读数,滴定结束后俯视读数
(3)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表:

滴定次数
待测氢氧化钠溶液
的体积(ml)
0.100mol/L醋酸的体积
滴定前的刻度(ml)滴定后的刻度(ml)
第一次25.000.0024.98
第二次25.001.5627.86
第三次25.000.2225.24
依据上表数据列式计算该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为
 

(4)如图2为上述25mL NaOH溶液中逐滴滴加CH3COOH溶液过程中溶液pH的变化曲线.请回答:
①B点溶液呈中性,有人据此认为,在B点时NaOH与CH3COOH恰好完全反应,这种看法是否正确?
 
(选填“是”或“否”).若不正确,则二者恰好完全反应的点是在AB区间还是BD区间内?
 
区间.(若正确,此问不答).
②在AB区间内,c(OH-)>c(H+),则c(OH-)与c(CH3COO-)的大小关系是
 

A.c(OH-)一定大于c(CH3COO-)   B.c(OH-)一定小于c(CH3COO-
C.c(OH-)可能等于c(CH3COO-
③在D点时,溶液中c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
 
2c(Na+).(填“>”、“<”或“=”)

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科目:高中化学 来源: 题型:

某芳香烃A有如下转化关系:

请回答:
(1)写出反应②和⑤的反应条件:②
 
 

(2)写出A和F结构简式:A
 
;F
 

(3)写出反应①⑥对应的化学方程式
 
 

(4)写出与A具有相同官能团的,属于芳香烃的同分异构体
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

已知反应2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质CH3OHCH3OCH3H2O
浓度/(mol?L-10.440.60.6
(1)比较此时正、逆反应速率的大小:V
 
V(填“>”“<”或“=”).
(2)若加入CH3OH后,经10min反应达到平衡,此时C(CH3OH)=
 
;该时间内反应速率V(CH3OH)=
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

化合物A是合成天然橡胶的单体,分子式为C5H8.A的一系列反应如下(部分反应条件略去):

已知、CH2=CH2可以用键线式表示,两者可以发生如下反应:试回答下列问题:
(1)A的名称为(系统命名法)
 
,B的结构简式是
 

(2)C中官能团名称为
 
;反应②的产物在足量NaOH溶液存在下加热,其反应的化学方程式为
 

(3)反应③的反应条件是
 
,反应类型是
 

(4)D为一溴代物,分子中含有两个亚甲基(-CH2-),E的分子式为C8H10O3,则有机物E的结构简式为
 

(5)属于链状羧酸的B的两种同分异构体结构简式:
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

鼠尾草酚可用于防治骨质疏松,鼠尾草酸可两步转化得到鼠尾草酚,下列说法正确的是(  )
A、X、Y、Z互为同分异构体
B、X、Z均能与FeCl3溶液发生显色反应
C、X、Y、Z分子中均含有2个手性碳原子
D、1molX与NaOH溶液反应最多消耗3molNaOH

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