精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
20.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(3)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1
反应II:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是Ⅰ(填“I”或“Ⅱ”).
②已知反应Ⅰ的能量变化如图1所示:由表中数据判断△H1<0 (填“>”、“=”或“<”).
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%.
(4)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图2所示的电池装置.
①该电池正极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O.

分析 (3)①“原子经济性”是指在化学品合成过程中,合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中;
②反应物总能量大于生成物总能量时,该反应为放热反应;
③根据一氧化碳的平衡浓度计算平衡时一氧化碳的物质的量,再根据转化率公式计算其转化率;
(4)①该燃料电池中,负极反应为CH3OH-6e-+2OH-=CO32-+3H2O,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
②得失电子相等条件下,将电极反应式相加即得电池反应式.

解答 解:(3)①根据原子经济知,Ⅰ没有副产物,符合原子经济理念,Ⅱ中有副产物,不符合原子经济理念,故选:Ⅰ;
②根据图象知,反应物总能量大于生成物总能量,所以该反应是放热反应,则△H1<0,故答案为:<;
③平衡时剩余一氧化碳的物质的量=0.2mol/L×2L=0.4mol,一氧化碳的转化率=$\frac{(2-0.4)mol}{2mol}$×100%=80%,
故答案为:80%;:
(4)①该燃料电池中,正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-
②得失电子相等条件下,将电极反应式相加即得电池反应式,所以得电池反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,故答案为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O

点评 本题考查“原子经济性”概念的理解、化学平衡计算、反应中能量的变化以及燃料电池等,熟练掌握基础是关键,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:选择题

10.不洁净玻璃仪器洗涤方法正确的是(  )
A.做银镜反应后的试管用氨水洗涤
B.做碘升华实验后的烧杯用酒精洗涤
C.盛装苯酚后的试管用盐酸洗涤
D.做酯化反应后的试管用饱和Na2CO3溶液洗涤

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.A,B,C,D,E是同周期的五种元素,A和B的最高价氧化物对应水化物呈碱性,且碱性B>A,C和D的气态氢化物的水溶液呈酸性,且酸性C>D;五种元素所形成的简单离子中E的离子半径最小,则它们的原子序数由大到小的顺序是(  )
A.CDEABB.ECDABC.BAEDCD.BADCE

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况.试判断,哪些违反了泡利不相容原理,哪些违反了洪特规则.

违反泡利不相容原理的有(1),违反洪特规则的有(2)、(4)、(5).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.在下列物质中①酒精 ②液氯 ③盐酸 ④食盐晶体 ⑤铁,能导电的是③⑤(填入编号,下同);属于非电解质的是①.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B.其中A、B处于同一周期,A、C处于同一主族.C原子核内的质子数等于A、B原子核内质子数之和,C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的4倍.
(1)写出C元素在周期表的位置:第三周期ⅣA族
(2)画出元素D的离子结构示意图.B存在同素异形现象,其中常用作消毒剂的是O3.(填化学式)
(3)这四种元素中的非金属气态氢化物的稳定性由大到小的顺序:H2O>CH4>SiH4(填化学式)
(4)A与B形成的三原子分子的结构式O=C=O,B与D形成的原子个数比为1:1的化合物的电子式
(5)C的氧化物和D的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为SiO2+2OH-═SiO32-+H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.糖类、脂肪和蛋白质是人体生命活动所必需的三大营养物质.以下叙述正确的是(  )
①植物油不能使溴的四氯化碳溶液褪色
②葡萄糖能发生氧化反应和水解反应
③油脂水解后得到的醇都是丙三醇
④棉花、羊毛、木材主要成分都是纤维素
⑤向米汤中加入含碘的食盐,观察是否有颜色变化,检验含碘食盐中是否含碘酸钾
⑥酶具有很强的催化作用,胃蛋白酶只能催化蛋白质的水解
⑦淀粉、纤维素、油脂都是能发生水解反应的高分子化合物
⑧天然蛋白质水解的最后产物是多种a-氨基酸.
A.③⑥⑧B.②④C.①②⑤D.①④⑤⑦

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.下列反应不属于取代反应的是(  )
A.苯与溴反应制溴苯
B.苯与浓硝酸在浓硫酸作用下制硝基苯
C.乙醇与乙酸的酯化反应
D.一定条件下苯与氢气反应制环己烷

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.白磷(P4)是磷的单质之一,易氧化,与卤素单质反应生成卤化磷.卤化磷通常有三卤化磷或五卤化磷,五卤化磷分子结构(以PCl5为例)如图所示.该结构中氯原子有两种不同位置.
(1)6.20g白磷在足量氧气中完全燃烧生成氧化物,反应所消耗的氧气在标准状况下的体积为5.6L.上述燃烧产物溶于水配成100.0mL磷酸(H3PO4)溶液,该磷酸溶液的物质的量浓度4.00mol/L.
(2)含0.300mol H3PO4的水溶液滴加到含0.500mol Ca(OH)2的悬浊液中,反应恰好完全,生成l种难溶盐和16.2gH2O.该难溶盐的化学式可表示为Ca5(PO43(OH).
(3)白磷和氯、溴反应,生成混合卤化磷PCl5-xBrx(1≤x≤4,且x为整数).如果某混合卤化磷共有3种不同结构,该混合卤化磷的相对分子质量为297.5或342.(写出计算过程).

查看答案和解析>>

同步练习册答案