甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
I:CH4 ( g ) + H2O ( g )=CO ( g ) + 3H2 ( g ) △H =+206.0 kJ·mol-1
II:CO ( g ) + 2H2 ( g )=CH3OH ( g ) △H=—129.0 kJ·mol-1
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O ( g )通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如右图。
①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为 。
②100℃时反应I的平衡常数为 。
(3)在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下,将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是 (填字母序号)。
A.c ( H2 )减少 |
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢 |
C.CH3OH 的物质的量增加 |
D.重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小 |
E.平衡常数K增大
(4)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用右图装置模拟上述过程:
① 写出阳极电极反应式 。
② 写出除去甲醇的离子方程式 。
③若右图装置中的电源为甲醇—空气—KOH溶液的燃料电池,则电池负极的电极反应式 ,净化含1mol甲醇的水燃料电池需消耗KOH mol。
(1)下列物质在固态时,属于分子晶体的有,属于原子晶体的,属于离子晶体的有。①金刚石②氩③水晶④水银⑤氧化铝⑥P4⑦苯
(2)比较下列物质的有关性质(用“>、<、=或≈”号连接)
沸点:16O218O2熔点:NaK稳定性:H2OD2O
(3)某常见固体能导电,质软,它可能属于__________
A.分子晶体 | B.原子晶体 | C.离子晶体 | D.金属晶体E.混合晶体 |
(4)在氯化铯晶体(见图1)中,若以某一铯离子为球心,与之等距离的若干离子构成
一个球面。与某铯离子距离最近的离子构成的球面(最内层的球面或第一层球面)
上有个离子(填写离子符号,下同),第二层球面上有个
离子。
(5)在氯化钠晶体(见图2)中,每个钠离子与个最近且等距离的氯离
子以键相结合,与每个氯离子最近的且等距离的氯离子有个。
由于晶体中离子按一定的规律排列,必然造就了一颗完美晶体特定的几何外形,
其中,氯化钠单晶的宏观外形为。
元素代![]() |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
Q |
2080 |
4000 |
6100 |
9400 |
R |
500 |
4600 |
6900 |
9500 |
S |
740 |
1500 |
7700 |
10500 |
T |
580 |
1800 |
2700 |
11600 |
U |
420 |
3100 |
4400 |
5900 |
有A、B、C、D、E 5种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于20。其中C、E是金属元素;A和E属同一族,它们原子的最外层电子排布为ns1。B和D也属同一族,它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍,C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题:
(1)A是________,B是________,E是_________。(请填写元素符号)
(2) 写出C元素基态原子的电子排布式_________________________。
(3) 用轨道表示式表示D元素原子的最外层电子构型____________________。
氮是地球上极为丰富的元素
(1)Li3N晶体中氮以N3-的形式存在,基态N3-的电子排布式为____________;
(2)X离子中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶体结构如右图所示。X的元素符号是______,X离子与N3-形成的化合物化学式为______。
(3)水是生命之源,它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中,水也是一种常用的试剂。下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是_____(请用相应的编号填写)
(4)在冰晶体中,每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键,已知冰的升华热是51 kJ/mol,除氢键外,水分子间还存在范德华力(11 kJ/mol),则冰晶体中氢键的“键能”是_________kJ/mol;
用符号“>”“<”或“=”连接下列各项关系。
(1)第一电离能N______O;(2)电负性:N______C;
(3)键的极性:H-C______H-Si ;(4)键角:H2S______NH3
(5)分子中σ键数目:C6H6______C3H8;(6)分子中π键数目:C2H4______C2H2
(7)晶格能:MgO______KI(8)原子化热:Na ______K
(12分)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是
________________________________________________________________________;
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是
________________________________________________________________________。
上述分解反应是一个可逆反应,温度T1时,在密闭容器中加入0.80 mol PCl5,反应达平衡时PCl5还剩0.60 mol,其分解率α1等于________;若反应温度由T1升高到T2,平衡时PCl5的分解率为α2,α2________α1(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)工业上制备PCl5通常分两步进行,先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3,然后降温,再和Cl2反应生成PCl5。原因是____________________________________________________
________________________________________________________________________
____________________________________________________________________;
(4)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3=________,P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4______ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”);
(5)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式是_________________________________。