(15分)甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
(2)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:
①600K时,Y点甲醇的υ(逆) (正)(填“>”或“<”)
②从Y点到X点可采取的措施是______________________________________。
③有同学计算得到在t1K时,该反应的平衡常数为8.1mol·L-1。你认为正确吗?请说明理由 。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分别进行催化CH3OH的脱氢实验:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)。CH3OH的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:
序号 |
温度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
③ |
T2 |
0.10 |
0.094 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H2)= ;
实验温度T1 T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验① 实验②(填“>”、“<”)。
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用如下图所示装置模拟上述过程,
则Co2+在阳极的电极反应式为 ;除去甲醇的离子方程为 。
按要求完成下列小题.
(1)0.5 mol H2O的质量为 g,共有____________个分子,___________个电子。
(2) 0.01mol某物质的质量为1.08g,则此物质的摩尔质量为__________________。
(3)配制50 mL 0.2 mol/L CuSO4溶液,需要CuSO4_____________g;需要CuSO4·5H2O _____g。
(4)如图是我校化学实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。
①该浓硫酸的物质的量浓度_____________,
②用该浓硫酸配制200mL1mol/L的稀硫酸,量筒所需量取该浓硫酸的体积是_________mL。
无机化合物可根据其组成和性质进行分类:
(1)上述所示的物质分类方法名称是。
(2)以Na、K、H、O、S、N中任两种或三种元素组成合适的物质,分别填在下表中②、③和⑥后面。(每空填写一个化学式即可)
物质类别 |
酸 |
碱 |
盐 |
氧化物 |
氢化物 |
化学式 |
①HCl ② |
③ ④Ba(OH)2 |
⑤Na2CO3 ⑥ |
⑦CO2 ⑧Na2O |
⑨NH3 ⑩H2O |
(3)下列10种物质:①水;②空气;③铜丝;④二氧化碳;⑤硫酸;⑥氢氧化钙;⑦氧化钠;⑧Fe(OH)3胶体;⑨碳酸氢钙[Ca(HCO3)2];⑩NH3
属于电解质的是 ____________(填序号,下同); 属于非电解质的是____________。
(4)按要求写出下列反应的离子方程式:
①锌跟稀硫酸反应_______________________________________________________,
②氢氧化钡溶液和稀硫酸反应 ____________________________________________,
③氧化镁滴加稀盐酸____________________________________________________。
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:,据此回答以下问题:
(1)①该反应的化学平衡常数表达式为K=。
②根据温度对化学平衡的影响规律可知,对于该反应,温度越高,其平衡常数的值越。
(2)某温度下,若把10 mol N2与30 mol H2置于体积为10 L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得混合气体中氨的体积分数为20%,则该温度下反应的K=(可用分数表示)。
能说明该反应达到化学平衡状态的是(填字母)。
a.容器内的密度保持不变 b.容器内压强保持不变
c.v正(N2)=2v逆(NH3) d.混合气体中c(NH3)不变
(3)对于合成氨反应而言,下列有关图像一定正确的是(选填序号)。
(4)相同温度下,有恒容密闭容器A和恒压密闭容器B,两容器中均充入1 mol N2和3 mol H2,此时两容器的体积相等。在一定条件下反应达到平衡状态,A中NH3的体积分数为a,放出热量Q1kJ;B中NH3的体积分数为b,放出热量Q2kJ。则:ab(填“>”、“<”或“=”,下同),Q1Q2,Q192.4。
对于A(g)+B(g) xC(g) ΔH有:
(1)①图表明P1P2 ,且x的值为;
(2)②图表明T1T2 ,且ΔH0;
(3)如果③图R1,R2分别表示改变压强,则R1R2 ,x的值为;
(4)如果③图分别表示有无催化剂,则R1表示催化剂。
下列图象在t1时所对应的反应条件改变可能为:
(1)升高温度,(2)使用催化剂,
(3)增大反应物浓度,(4)减少生成物浓度。