分析 (1)Ⅰ、CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol
Ⅱ、CO(g)+2 H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0 kJ/mol
根据盖斯定律将方程式Ⅰ+Ⅱ计算得到;
(2)要使原子利用率最高,则应该产物中只有甲醇,
I:CH4+H2O=CO+3H2
II:CO+2H2=CH3OH
将方程式I×2+II×3得2CH4+2H2O+CO=3CH3OH,据此判断三种物质的物质的量之比;
(3)该平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比;可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量及由此引起的一系列物理量不变;
(4)根据图知,氢气的选择性较大,说明生成氢气,CO的选择性几乎不变,说明没有二氧化碳生成,甲醇被氧化生成两种气体,则另外一种应该是二氧化碳;n(O2):n(CH3OH)=0.25时,其主要产物是甲醛;
(5)甲醇燃料酸性电池中,加入甲醇的电极是负极,负极上甲醇失电子生成二氧化碳和氢离子.
解答 解:(1)Ⅰ、CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol
Ⅱ、CO(g)+2 H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0 kJ/mol
将方程式Ⅰ+Ⅱ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-1;
(2)要使原子利用率最高,则应该产物中只有甲醇,
I:CH4+H2O=CO+3H2
II:CO+2H2=CH3OH
将方程式I×2+II×3得2CH4+2H2O+CO=3CH3OH,根据方程式知,n(CH4):n(CO):n(H2O)=2:1:2,
故答案为:2:1:2;
(3)该平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,则该平衡常数K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(CO).{c}^{2}({H}_{2})}$;
A.CO百分含量保持不变时,正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故正确;
B.容器中H2浓度与CO浓度相等,该反应不一定达到平衡状态,与反应物初始浓度及转化率有关,故错误;
C.反应前后气体总质量不变、容器容积不变,则无论反应是否达到平衡状态,容器中混合气体密度始终不变,所以当容器中混合气体的密度保持不变时该反应不一定达到平衡状态,故错误;
D.CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等也等于消耗的甲醇速率,则该反应达到平衡状态,故正确;
故答案为:K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(CO).{c}^{2}({H}_{2})}$;AD;
(4)根据图知,氢气的选择性较大,说明生成氢气,CO的选择性几乎不变,说明没有二氧化碳生成,甲醇被氧化生成两种气体,则另外一种应该是二氧化碳,其反应方程式为2CH3OH+O2$→_{△}^{催化剂}$ 2CO2+4H2;n(O2):n(CH3OH)=0.25时,根据图知,其主要产物是甲醛,
故答案为:2CH3OH+O2$→_{△}^{催化剂}$ 2CO2+4H2;HCHO;
(5)甲醇燃料酸性电池中,加入甲醇的电极是负极,负极上甲醇失电子生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+,故答案为:CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+.
点评 本题考查较综合,涉及化学平衡计算、原电池原理、化学平衡状态判断、盖斯定律等知识点,为高频考点,侧重考查学生分析计算判断能力,明确化学反应原理是解本题关键,注意教材知识的综合及灵活应用,题目难点中等.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 氯气 二氧化碳 氢氧化钠 | B. | 氯化钠 过氧化钠 氯化铵 | ||
C. | 氯化钠 过氧化氢 氯化铵 | D. | 氯化钠 氦气 氢氧化钠 |
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
温度/℃ | 1000 | 1115 | 1300 |
平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 标准状况下,22.4L SO3中含有氧原子数目为3NA | |
B. | 常温常压下,56g铁与足量硫粉反应,转移的电子数目为3NA | |
C. | 标准状况下,22.4L Cl2溶于足量水中,转移的电子数目为NA | |
D. | 标准状况下,22.4L NH3溶于水配成1L溶液,其浓度为1mol/L |
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 以为单位1L 该气体的质量 | B. | 以“克”为单位,VL该气体的质量 | ||
C. | 1L该气体中所含的分子数 | D. | 以“升”为单位 1mol该气体的体积 |
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com