【题目】甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛,请回答下列问题:
(1)以天然气为原料制H2是合成氨的一条重要的路线。甲烷的部分氧化可得到合成氨的原料气H2,其反应式如下:①CH(g)+1/2O(g)══CO(g)+2H(g) ΔH1=-35.6kJ·mol,试判断常温下,上述反应能否自发进行:___________(填”能”或”否”)。
有研究认为甲烷部分氧化的机理为:
②CH(g)+2O(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-890.3kJ·mol;
③CH(g)+CO(g)=2CO(g)+2H(g) ΔH3=+247.3kJ·mol,请结合以上三个反应与条件写出CH4和H2O(g)生成CO和H2的热化学反应方程式:________________________________。
(2)恒温下,向一个2L的密闭容器中充入1 mol N2和2.6 molH2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
c(NH3)/( mol ·/L-1) | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
此条件下,该反应达到化学平衡时,氮气的浓度为_______________。
(3)如下图所示,装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①b处电极上发生的电极反应式是_____________________________。
②电镀结束后,装置Ⅰ中溶液的pH___________(填写“变大”、“变小”或“不变”,下同),装置Ⅱ中Cu的物质的量浓度___________________。
③若完全反应后,装置Ⅱ中阴极质量增加12.8g,则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷_________L (标准状况下)。
【答案】 能 CH(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+250.3kJ·mol 0.4 mol ·L-1 O2+2H2O+4e-=4OH- 变小 不变 1.12
【解析】(1)该反应为一个熵增的放热反应,可以自发进行;通过盖斯定律,首先写出目标反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g),该反应等于(①×4-②-③),故ΔH=((-35.6)×4-(-890.3)-247.3)=250.3KJ/mol;
(2)
N2+3H22NH3 | |||
始态mol/L | 0.5 | 1.3 | 0 |
反应mol/L | 0.1 | 0.3 | 0.20 |
终态mol/L | 0.4 | 1.0 | 0.20 |
(3)铁棒镀铜,可以确定Cu为阳极,Fe为阴极,整个电镀过程中电解质浓度没有变化;
左边为燃料电池,a为负极,甲烷失电子,b为正极,发生还原反应O2+2H2O+4e-=4OH-,整个过程中KOH的量不变,但有水生成,浓度减小,pH变小。根据得失电子守恒可以确定,消耗甲烷为1.12L
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列除杂方案错误的是( )
选项 | 被提纯的物质 | 杂质 | 除杂试剂 | 除杂方法 |
A | C2H5OH(l) | H2O(l) | 新制的生石灰 | 蒸馏 |
B | NH4Cl(aq) | Fe3+(aq) | NaOH溶液 | 过滤 |
C | Cl2(g) | HCl(g) | 饱和食盐水、浓H2SO4 | 洗气 |
D | NaCl(s) | Na2CO3(s) | 盐酸 | 蒸发 结晶 |
A.A
B.B
C.C
D.D
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列有关石墨晶体的说法正确的是( )
A. 由于石墨晶体导电,所以它是金属晶体
B. 由于石墨的熔点很高,所以它是原子晶体
C. 由于石墨质软,所以它是分子晶体
D. 石墨晶体是一种混合晶体
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后所得到CO2和H2O的物质的量随混合烃总物质的量的变化如图所示。下列有关混合气体的说法不正确的是
A. 该混合气体中可能含有乙烯或丙炔(C3H4)
B. 该混合气体中一定含有甲烷
C. 在110℃条件下,混合气体与氧气混合,总混合气燃烧前后体积不变
D. 若混合气体由CH4和C2H4组成,则其体积比为1:3
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】查阅资料知:Br2的沸点为58.78℃,密度为3.119gcm﹣3,微溶于水,有毒。
Ⅰ.(1)常温下,单质溴通常呈__态,保存时通常在盛溴的试剂瓶中加入少量__液封。
Ⅱ.工业生产中,海水提取溴常用空气吹出法。其生产流程可用如图表示:
浓缩海水低浓度溴水含Br﹣的溶液溴的浓溶液→液溴
某化学实验小组模拟该法设计了如图实验装置(夹持装置略去)从浓缩的海水中提取液溴实验步骤如下:
①关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入Cl2,至反应结束;
②关闭a、c,打开b、d,向A中鼓入足量热空气;
③关闭b,打开a,再通过A向B中通入足量的Cl2;
④将B中所得液体进行蒸馏,收集液溴。
(2)当观察到A中液面上方出现____(实验现象)即可判断步骤①中反应已经结束。
(3)X试剂可以是___,尾气处理选用___(填序号,试剂不重复使用)。
a.H2O b.饱和食盐水 c.NaOH溶液 d.饱和Na2SO3溶液
B中X试剂发生反应的离子方程式为____________________________________。
(4)蒸馏时应该选择下列仪器_____(填序号),实验过程中应控制温度为_________时收集液溴。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】一定条件下,在恒容密闭容器中,能表示反应X(g)+2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡状态的是( )
①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol Y
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡时,各物质的物质的量之比为n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1。保持温度不变,以2∶2∶1的物质的量之比再充入A、B、C,则 ( )
A. 平衡不移动
B. 再达平衡时,n(A)∶n(B)∶n(C)仍为2∶2∶1
C. 再达平衡时,C的体积分数增大
D. 再达平衡时,正反应速率增大,逆反应速率减小
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】如图所示装置进行实验,下列有关说法正确的是( )
A. 电子流向为:电极a → 电极d →电极c →电极b
B. 电极b发生的电极反应为O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
C. 在电极a参与反应的气体体积在相同状况下与在电极c产生的气体体积为1:1
D. 为了防止大气污染,应在d端的U形管出口连接导管通入到NaOH溶液中
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