Ⅰ.甲醇燃料电池被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。
(1)101 kPa时,1 mol CH3OH液体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量726.51 kJ,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H1="+49.0" kJ·mol-1
②CH3OH(g)+
O2(g)= CO2(g)+2H2(g)△H2=
已知H2(g)+
O2(g)===H2O(g) △H = —241.8kJ·mol-1,则反应②的△H2=。
(3)工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),现在实验室模拟该反应并进行分析。下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变ΔH______0(填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______K2(填“>”、“<”或“=”)。
Ⅱ.元素铬及其化合物工业用途广泛。但含+6价铬的污水会损坏环境。电镀厂产生的镀铜废水中含有一定量的Cr2O72-,处理该废水常用还原沉淀法。
(1)下列溶液中可代替上述流程中Na2S2O3溶液的是(填选项序号)
| A.FeSO4溶液 | B.浓H2SO4 | C.酸性KMnO4 | D.Na2SO3溶液 |
(2)上述流程中,每消耗1mol Na2S2O3,转移0.8mol电子。则加入Na2S2O3溶液时发生反应的离子方程式为:。
(3)Cr(OH)3的化学性质与AlOH)3相似,在述流程中加入NaOH溶液时,需控制溶液的pH不能过高,用离子方程式表示其原因:。
【改编】MnO2和Zn是制造干电池的重要原料,工业上用软锰矿(主要成分MnO2)和闪锌矿(主要成分ZnS)联合生产MnO2和Zn的工艺流程如下图所示:
(1)操作I的名称是___ __,判断固体单质A是否洗涤干净的方法是 。
(2)稀硫酸浸泡时反应的离子方程式为__________________________________;该反应中若消耗8.7g氧化剂,共转移_______mo1电子。浸泡时反应速率较慢,下列措施不能提高浸泡时反应速率的是_______(填代号)。
a.将矿石粉碎
b.提高浸泡温度
c.使用98%的浓硫酸浸泡
d.改变软锰矿与闪锌矿的比例
(3)由硫酸锰溶液可得到固体碳酸锰,然后在空气中煅烧碳酸锰制备MnO2。已知:
写出碳酸锰在空气中煅烧生成MnO2的热化学方程式_________________________。
(4)用惰性电极电解硫酸酸化的硫酸锰溶液制备MnO2的装置如下图所示:
①b应与直流电源的_________(填“正”或“负”)极相连。
②电解过程中氢离子的作用是______________和_____________;a电极方程式为:________________。
NO和NO2是常见的氮氧化物,研究它们的综合利用有重要意义。
(1)氮氧化物产生的环境问题有 (填一种)。
(2)氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下:
①反应Ⅰ为:NO+O3=NO2+O2,生成11.2 L O2(标准状况)时,转移电子的物质的量是 mol。
②反应Ⅱ中,当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时,反应的化学方程式是 。
(3)硝化法是一种古老的生产硫酸的方法,同时实现了氮氧化物的循环转化,主要反应为:
NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g) △H=-41.8 kJ·mol-1
①已知:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)△H=-196.6 kJ·mol-1
写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式 。
②一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1 mol,5min达到平衡,此时容器中NO 和NO2的浓度之比为3∶1,则NO2的平衡转化率是 。
③上述反应达平衡后,其它条件不变时,再往容器中同时充入
NO2、SO2、SO3、NO各1mol,平衡 (填序号)。
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(4)某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3,装置如图,电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是 。
实现反应CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g),△H0,对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义。
(1)已知:① 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H1=-566 kJ·mol-1
② 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2=-484 kJ·mol-1
③ CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H3=-802 kJ·mol-1
则△H0=kJ·mol-1
(2)在密闭容器中,通入2.5mol的CH4与2.5mol CO2,一定条件下发生反应:CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
据图可知,p1、p2、 p3、p4由大到小的顺序。
(3)CO和H2还可以通过反应C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2 (g) 制取。
① 在恒温恒容下,若从反应物出发建立平衡,已达到平衡的是
| A.体系压强不再变化 | B.CO与H2的物质的量之比为1:1 |
| C.混合气体的密度保持不变 | D.每消耗1mol H2O(g)的同时生成1mol H2 |
② 恒温下,在2L的密闭容器中同时投入四种物质,10min时达到平衡,测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2molH2(g)和2molC(s),反应的平衡常数K=。
若此时增大压强,平衡将向(填“正”、“逆”)反应方向移动,t1min时达到新的平衡。
③ 请画出增大压强后10min~t1min时容器中H2物质的量n随时间变化的曲线图。
丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活。已知:
①2C3H8(g)+7O2(g) =6CO(g)+8H2O(g)△H =-2389.8 kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) =2CO2(g)△H =-566 kJ/mol
③H2O(l) = H2O(g)△H ="+" 44.0 kJ/mol
(1)写出C3H8燃烧时燃烧热的热化学方程式。
(2)C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成CO、CO2、H2O(g),将所有的产物通入一个体积固定的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:CO(g) +H2O(g)
CO2(g) +H2(g)该反应的平衡常数与温度的关系如下表:
| 温度/℃ |
400 |
500 |
800 |
| 平衡常数K |
9.94 |
9 |
1 |
保持温度为800℃,在甲、乙两个恒容密闭容器中,起始时按照下表数据进行投料,充分反应直至达到平衡。
| H2O |
CO |
CO2 |
H2 |
|
| 甲 (质量/g) |
1.8 |
8.4 |
a |
1 |
| 乙 (质量/g) |
1.8 |
2.8 |
0 |
0 |
①起始时,要使甲容器中反应向正反应方向进行,则a的取值范围是;达到平衡时,乙容器中CO的转化率为。
②下图表示上述甲容器中反应在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某一个条件而发生变化的情况。则t2时刻改变的条件可能是、(答两个要点即可)。
(3)CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
① Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ;
② 已知25℃时,H2CO3的电离平衡常数K1 = 4.4×10-7 mol/L、K2 = 4.7×10-11 mol/L,当Na2CO3溶液的pH为11时,溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-) =。
③ 0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(OH-) -c(H+) =[用含c(HCO3-)、c(H2CO3)的符号表示]。
试题篮
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