科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是_____________kJ;
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为 ;
(3)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变得情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);
下列说法正确的是______(填序号)
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为 v(CH3OH)= mol·L-1·min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大
(4)在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为 ;
(5)在直接以甲醇为燃料电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为 、正极的反应式为 。
由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),右图表示该反应进行过程中能量的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是_______。
A.△H>0,△S>0; B.△H>0,△S<0;
C.△H<0,△S<0; D.△H<0,△S>0。
(2)该图中能量的最高点和最低点之间的差值代表
(3)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2
和3mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2) _________mol·L-1·min-1。
(4)肼(N2H4)是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa时,32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是:
1、已知X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,其中X、Y、W位于不同周期,Y是形成化合物种类最多的元素,Z可形成型化合物,常温下W的单质为气态。
(1)由X、Y组成的最简单化合物可作为某燃料电池的极反应物。
(2)化合物所含化学键种类为
,属于化合物(填
“离子”或“共价”)。
(3)写出实验室制备W单质的化学方程式为。
Ⅱ、铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)黄铁矿()是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为
,有3mol
参加反应,转移mol电子。
氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为;从腐蚀废液回收得到金属铜,还需要的试剂是。
(2)与明矾相似,硫酸铁也可用作净水剂,其原理是。
(4)钢铁的电化腐蚀简单示意图如下,将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图,请在下图虚线框内作出修改,并用箭头标出电子流动方向。
Ⅰ某化学过程的示意图如图所示。在装置工作过程中,甲池的总反应式为:。
试回答下列问题:
(1)甲池溶液中的移向(填“a”或“b”)电极,
乙池溶液中的移向(填“ A”或“B”)电极;
(2)电极a上发生的电极反应式为;(3)乙池中发生反应的离子方程式为;
(4)当电极A处得到0.71g产物时,甲池中理论上消耗(标准状况下)。如何检验A处的产物。
Ⅱ某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,熔点、沸点数据如下:
物质 |
Al |
![]() |
![]() |
![]() |
熔点/℃ |
660 |
2054 |
153 |
14![]() |
沸点/℃ |
2467 |
2980 |
2![]() |
- |
(1)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理(填“合理”或“不合理”)
(2)用一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂,反应的离子方程式为。
(3)实验室溶解该熔融物,下列试剂中最适宜的试剂是
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D. 氢氧化钠溶液
“低碳循环”已经引起了国民的重视,试回答下列问题:
(1)煤的气化和液化可以提高燃料的利用率。
已知25℃,101时:
则在25℃,101时:
.
(2)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:,已知在1100℃时,该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数K值(填“增大”、“减小”或“不变”);
②1100℃时测得高炉时,,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态?(填“是”或“否”),其判断依据是。
③目前工业上可用来生产燃料甲醇
,有关反应为:
。现向体积为1L的密闭容器中,充入1mol
和3mol
,反应过程中测得
和
(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率;
②下列措施能使增大的是
(填符号)。
A.升高温度 |
B.再充入![]() |
C.再充入![]() |
D.将![]() |
E.充入He(g),使体系压强增大
以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)将煅烧黄铁矿的化学方程式补充完整:+ Fe2O3+ SO2↑;该反应中,FeS2为 剂;SO2为 产物,其常常用于制备硫酸,反应过程中的化学反应方程式为 、 ;
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是 、 ;
(3)通氯气氧化后时,发生的主要反应的离子方程式为 ;
(4)该过程产生的污染空气的气体有三种,尾气均可用强碱溶液吸收,这些反应的离子方程式为 ;。
(5)从FeCl3溶液中得到FeCl3.6H2O晶体的操作为 。