分析 Ⅰ.(1)依据燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,题干所给量结合热化学方程式书写方法,标注物质聚集状态和对应焓变;
(2)由盖斯定律可知,①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H1=+49.0kJ•mol-1、③H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1,①+③得到反应②;
(3)甲醇燃料电池中,甲醇为负极,正极发生还原反应,电极反应式为:O2+4H++4e-═2H2O;
Ⅱ.(1)根据化学平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,列出平衡常数的表达式;根据升高温度乙醇的物质的量减小,平衡逆向移动,判断平衡常数的变化;
(2)根据化学反应速率是υ(H2)=2υ(CH3OH)计算;
(3)达到平衡时,正逆反应速率相等,混合气体的平均相对分子质量不再改变,CO、H2、CH3OH的浓度不再改变;
(4)将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,压强增大,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,以此判断.
解答 解:Ⅰ.(1)在25℃、101kPa下,1mol CH3OH液体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量726.51kJ,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ•mol-1,
故答案为:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ•mol-1;
(2)由盖斯定律可知,①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H1=+49.0kJ•mol-1、③H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1,①+③得到反应②,则△H2=+49.0kJ•mol-1+(-241.8kJ•mol-1)=-192.8kJ•mol-1,故答案为:-192.8;
(3)甲醇燃料电池中,甲醇中C元素的化合价升高,则甲醇为负极,正极发生还原反应,电极反应式为:O2+4H++4e-═2H2O,负极是甲醇在酸溶液中失电子生成二氧化碳,结合电荷守恒写出电极反应为:CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2,
故答案为:负;O2+4H++4e-═2H2O;CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2;
Ⅱ.(1)化学平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,反应物的生成物都是气体,故平衡常数表达式为K=$\frac{{c(C{H_3}OH)}}{{c(CO)•{c^2}({H_2})}}$,由图象可知升高温度乙醇的物质的量减少,平衡向逆反应方向移动,K减小,故答案为:$\frac{{c(C{H_3}OH)}}{{c(CO)•{c^2}({H_2})}}$;减小;
(2)υ(CH3OH)=$\frac{{n}_{B}}{{n}_{t}×3L}$mol/(L.min),故υ(H2)=2υ(CH3OH)=$\frac{2{n}_{B}}{3{t}_{B}}$mol/(L.min),故答案为:$\frac{2{n}_{B}}{3{t}_{B}}$mol/(L.min);
(3)达到平衡时,正逆反应速率相等,混合气体的平均相对分子质量不再改变,CO、H2、CH3OH的浓度不再改变,在体积不变时,气体的密度不变,不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故答案为:c、d;
(4)将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$,压强增大,正逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,CH3OH的物质的量增加,氢气的物质的量减少,但浓度增大,甲醇的物质的量增多,故有c(H2)/c(CH3OH)减小,故答案为:cd.
点评 本题考查化学平衡的影响因素和化学平衡的标志等问题,题目难度中等,注意外界条件对化学平衡移动的影响以及平衡状态的判断角度.
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. | 1:3.4 | B. | 1:1.7 | C. | 2.3:1 | D. | 4.6:1 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 1 mol H2O的质量为18 | |
B. | CH4的摩尔质量为16g | |
C. | 3.01×1023个SO2分子的质量为32g | |
D. | 标准状况下,1 mol任何物质体积均为22.4L |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | T1<T2 △H>0 | B. | T1>T2 △H<0 | ||
C. | P1<P2 a=c+d | D. | P1<P2 a+b=c+d |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 第三周期非金属元素的含氧酸的酸性从左到右依次增强 | |
B. | HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性从上到下依次减弱 | |
C. | 在ⅥA族元素的氢化物(H2R)中,沸点最高的一定是无毒的 | |
D. | 同一主族的元素,原子半径越大,其单质的熔点也一定越高 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 1:9 | B. | 1:36 | C. | 1:8 | D. | 8:9 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | ①③②④ | B. | ④①②③ | C. | ④①③② | D. | ①④③② |
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