分析 (1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
②2CO (g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
③H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJ/mol
根据盖斯定律,①×$\frac{1}{2}$-②×$\frac{1}{2}$+③×2可得:CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(l),反应热也进行相应的计算;
(2)①化学平衡常数是指:一定温度下,可逆反应到达平衡时,生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比,固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出;
正反应为吸热反应,压强一定时,升高温度,平衡向正反应方向移动,甲烷的转化率增大;
平衡常数只受温度影响,处于等温线上各点平衡常数相等,由图可知,压强一定时,温度T2条件下,甲烷的转化率更大,则反应进行的程度更大;
②.可逆反应到达平衡时,同种物质的正逆速率相等,各组分的浓度、含量保持不变,由此衍生的其它一些量不变,判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不变化说明到达平衡;
(3)负极发生氧化反应,CO在负极失去电子,碱性条件下生成碳酸根离子与水;
根据电子转移守恒计算消耗氧气物质的量,再根据V=nVm计算氧气体积;
反应消耗NaOH,溶液碱性减弱.
解答 解:(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1275.6kJ/mol
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H3=-44.0kJ/mol
根据盖斯定律,①×$\frac{1}{2}$-②×$\frac{1}{2}$+③×2可得:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8 kJ/mol,
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8 kJ/mol;
(2)①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)的平衡常数表达式K=$\frac{c(CO)×{c}^{3}({H}_{2})}{c(C{H}_{4})×c({H}_{2}O)}$;
由图开始,压强一定时,温度T2的转化率较大,正反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,甲烷的转化率增大,故温度Tl<T2;
平衡常数只受温度影响,B、C处于等温线上,平衡常数相等,由图可知,压强一定时,温度T2条件下,甲烷的转化率更大,则反应进行的程度更大,比温度T1时的平衡常数大,故平衡常数KC=KB>KA,
故答案为:$\frac{c(CO)×{c}^{3}({H}_{2})}{c(C{H}_{4})×c({H}_{2}O)}$;<;KC=KB>KA;
②a.120℃时,反应混合物都是气体,混合气体总质量不变,容器的容积不变,容器内气体密度始终不变,不能说明得到平衡,故a错误;
b.随反应进行混合气体总物质的量增大,混合气体总质量不变,平均相对分子质量减小,当混合气体的相对分子质量恒定时,反应到达平衡状态,故b正确;
c.随反应进行混合气体总物质的量增大,容器容积不变,压强增大,当容器的压强恒定时,说明到达平衡,故c正确;
d.3v正(CH4)=v逆(H2),不同物质的正逆速率之比等于化学计量数之比,反应到达平衡,故d正确,
e.单位时间内消耗0.3mol CH4同时生成0.9molH2,均表示正反应速率,反应始终按此比例进行,不能说明到达平衡,故e错误,
故选:bcd;
(3)负极发生氧化反应,CO在负极失去电子,碱性条件下生成碳酸根离子与水,负极电极反应式为:CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O;
当有4mol电子通过导线时,消耗标准状况下的O2体积为$\frac{4mol}{4}$×22.4L/mol=22.4L;
反应消耗NaOH,溶液碱性减弱,则溶液pH变小,
故答案为:CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O;22.4;变小.
点评 本题考查化学平衡影响因素、化学平衡图象、平衡状态判断、平衡常数、热化学方程式、原电池等,题目比较综合,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 标准状况下,22.4L H2O含有的分子数大于NA | |
B. | 通常状况下,NA个CO2分子占有的体积为44.8 L | |
C. | 通常状况下,22.4L O3中所含的氧原子数为3NA | |
D. | 常温常压下,1.06g Na2CO3含有的Na+离子数为0.01 NA |
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A. | 电离平衡逆向移动 | B. | c(OH-)增大 | ||
C. | 电离平衡常数增大 | D. | n(OH-)增大 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
离子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- | Cl- |
浓度/mol•L-1 | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
反应时间/min | n(CO)/mol | H2O/mol |
0 | 1.20 | 0.60 |
t1 | 0.80 | |
t2 | 0.20 |
A. | 反应在t1 min内的平均速率为v(H2)=0.40/t1 mol•L-1•min-1 | |
B. | 保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O,达到平衡时n(CO2)=0.40 mol | |
C. | 保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20 mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数减小 | |
D. | 温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 甲烷的燃烧热为△H=-890kJ•mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=-890 kJ?mol-1 | |
B. | 500℃、30MPa下,将0.5mol N2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为: N2(g)+3H2(g)$\frac{\underline{\;\;\;\;\;催化剂\;\;\;\;\;}}{300℃.30Pa}$2NH3(g)△H=-38.6kJ?mol-1 | |
C. | 已知:H2(g)+F2(g)═2HF(g);△H=-270 kJ/mol,则1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ | |
D. | 在C中相同条件下,2 mol HF气体的能量小于1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和 |
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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:选择题
A. | 使用肼-空气碱性燃料电池作为电解精炼铜的电源,阴极的质量变化128 g,则肼-空气碱性燃料电池理论上消耗标准状况下空气的体积为112 L(假设空气中氧气的体积分数为20%) | |
B. | 若在电解水时加入少量硫酸钠,则电解水结束后溶液的pH将会保持不变 | |
C. | 电解硫酸铜溶液一小段时间后,为了使电解质溶液复原,可以加入适量的Cu(OH)2 | |
D. | 电解硫酸铜溶液产生氧气1.12 L(标准状况)时,转移电子0.2 mol |
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