回答下列问题
(1)二甲醚又称甲醚,简称DME,结构简式为CH3OCH3,是一种无色气体,被称为21世纪的新型燃料,它清洁、高效、具有优良的环保性能,在医药、燃料、农药工业中有许多独特的用途。
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=−90.1kJ⋅mol−1
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=−49.0kJ⋅mol−1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=−41.1kJ⋅mol−1
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=−24.5kJ⋅mol−1
由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_______ ;
(2)二甲醚还可作燃料电池的燃料,以H2SO4作为电解质,一极充入二甲醚,另一极充入空气和CO2气体。
①该电池的负极反应式为_______ 。
②如图,若b极通入二甲醚,则电解池的阳极反应式为_______ ;若a极通入二甲醚,电解池的反应式为_______ ,当有1mol的二甲醚参与反应时,电解池阳极附近生成的气体的体积(标准状况下)为_______ 。
③用该二甲醚燃料电池电解300mL饱和食盐水。电解一段时间后,当溶液pH值为13(室温下测定)时,消耗二甲醚的物质量为_______ 。(忽略溶液体积变化,不考虑损耗)
(1)二甲醚又称甲醚,简称DME,结构简式为CH3OCH3,是一种无色气体,被称为21世纪的新型燃料,它清洁、高效、具有优良的环保性能,在医药、燃料、农药工业中有许多独特的用途。
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=−90.1kJ⋅mol−1
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=−49.0kJ⋅mol−1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=−41.1kJ⋅mol−1
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=−24.5kJ⋅mol−1
由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为
(2)二甲醚还可作燃料电池的燃料,以H2SO4作为电解质,一极充入二甲醚,另一极充入空气和CO2气体。
①该电池的负极反应式为
②如图,若b极通入二甲醚,则电解池的阳极反应式为
③用该二甲醚燃料电池电解300mL饱和食盐水。电解一段时间后,当溶液pH值为13(室温下测定)时,消耗二甲醚的物质量为
更新时间:2022-12-11 19:07:41
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【推荐1】研究显示全球二氧化碳排放量呈增大趋势,CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)利用太阳能可将CO2催化还原为CO,装置如图所示,b极的电极反应式为_______ 。
(2)工业上将转化为燃料,可发生的反应有:
反应I:
反应Ⅱ:
将1mol和4mol充入VL刚性密闭容器中,反应相同时间,温度对转化率和催化剂选择性的影响如图所示。(注:催化剂的选择性是指发生反应的转化为或CO的百分比)
①_______ 0(填“>”、“<”或“=”)。若利用反应Ⅱ和另一反应Ⅲ的焓变计算反应Ⅰ的,则反应Ⅲ的化学方程式为_______ 。
②350℃时,反应Ⅰ的平衡常数为_______ (用V表示)。
③温度高于400℃时,平衡转化率随温度升高而上升的原因是_______ 。
(1)利用太阳能可将CO2催化还原为CO,装置如图所示,b极的电极反应式为
(2)工业上将转化为燃料,可发生的反应有:
反应I:
反应Ⅱ:
将1mol和4mol充入VL刚性密闭容器中,反应相同时间,温度对转化率和催化剂选择性的影响如图所示。(注:催化剂的选择性是指发生反应的转化为或CO的百分比)
①
②350℃时,反应Ⅰ的平衡常数为
③温度高于400℃时,平衡转化率随温度升高而上升的原因是
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【推荐2】Ⅰ.利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1;②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2 ③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3;
回答下列问题:
(1)已知△H2=-99 kJ·mol-1,则根据上表相关的化学键键能(“CO”表示CO的化学键)计算X=_______ kJ·mol-1。
(2)反应①、②、③对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为___________ 。
(3)根据化学反应原理,分析增大压强对反应③的影响为_______________ 。(提示:从对反应速率、平衡状态、转化率角度回答)
Ⅱ.清洁能源具有广阔的开发和应用前景,可减小污染解决雾霾问题,其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。一定条件下用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-99kJ•mol-1。向体积为2L的密闭容器中充入2molCO和4molH2,测得不同温度下容器内的压强(P:kPa)随时间(min)的变化关系如图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示:
①Ⅱ和Ⅰ相比,改变的反应条件是_________ ;
②反应Ⅰ在6min时达到平衡,在此条件下从反应开始到达到平衡时v(CH3OH)=_________ ;
③反应Ⅱ在2min时达到平衡,平衡常数K(Ⅱ)=_________ ;
④比较反应Ⅰ的温度(T1)和反应Ⅲ的温度(T3)的高低:T1_____ T3(填“>”“<”“=”),判断的理由是_________ 。
化学键 | H-H | C-O | CO | H-O | C-H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | X |
回答下列问题:
(1)已知△H2=-99 kJ·mol-1,则根据上表相关的化学键键能(“CO”表示CO的化学键)计算X=
(2)反应①、②、③对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为
(3)根据化学反应原理,分析增大压强对反应③的影响为
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①Ⅱ和Ⅰ相比,改变的反应条件是
②反应Ⅰ在6min时达到平衡,在此条件下从反应开始到达到平衡时v(CH3OH)=
③反应Ⅱ在2min时达到平衡,平衡常数K(Ⅱ)=
④比较反应Ⅰ的温度(T1)和反应Ⅲ的温度(T3)的高低:T1
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【推荐3】甲烷和CO2是主要的温室气体,高效利用甲烷和CO2对缓解大气变暖有重要意义。
(1)图是利用太阳能将CO2分解制取炭黑的示意图:
已知:①2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g) ΔH=a kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=b kJ·mol-1
则过程2的热化学方程式为_______
(2)在两个体积均为2 L的恒容密闭容器中,按表中相应的量加入物质,在相同温度下进行反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的平衡转化率如表所示:
容器Ⅰ在10 min时反应达到平衡,该段时间内CH4的平均反应速率为_______ mol·L-1·min-1, 该温度下,容器Ⅰ的化学平衡常数KⅠ是_______ ;容器Ⅱ起始时反应向_______ (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)进行。
(3)将一定量的甲烷和氧气混合发生反应2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g),其他条件相同,在甲、乙两种不同催化剂作用下,相同时间内测得CH4转化率与温度变化关系如图所示。某同学判断c点一定没有达到平衡状态,他的理由是_______ 。
(4)CO2通过催化加氢可以合成乙醇,其反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH<0,m=,通过实验得到如图图像:
①图1中m1、m2、m3最高的是_______ 。
②图2表示在总压为p的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。T4温度时,列式表示该反应的压强平衡常数Kp_______ (写出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(1)图是利用太阳能将CO2分解制取炭黑的示意图:
已知:①2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g) ΔH=a kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=b kJ·mol-1
则过程2的热化学方程式为
(2)在两个体积均为2 L的恒容密闭容器中,按表中相应的量加入物质,在相同温度下进行反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的平衡转化率如表所示:
容器 | 起始物质的量(n)/mol | CO2的平衡 转化率 | |||
CH4 | CO2 | CO | H2 | ||
Ⅰ | 0.2 | 0.2 | 0 | 0 | 50% |
Ⅱ | 0.2 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | / |
(3)将一定量的甲烷和氧气混合发生反应2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g),其他条件相同,在甲、乙两种不同催化剂作用下,相同时间内测得CH4转化率与温度变化关系如图所示。某同学判断c点一定没有达到平衡状态,他的理由是
(4)CO2通过催化加氢可以合成乙醇,其反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH<0,m=,通过实验得到如图图像:
①图1中m1、m2、m3最高的是
②图2表示在总压为p的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。T4温度时,列式表示该反应的压强平衡常数Kp
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【推荐1】电化学在我们的生产生活中占有越来越重要的地位。
(1)①燃料电池是一种绿色环保、高效的化学电源。如图为甲醇燃料电池,则负极反应式为_______ 。
②用甲醇燃料电池电解饱和食盐水(惰性电极),则电解的化学方程式为_______ 。电解一段时间后,当阴极生成气体(标况下体积)时,消耗的质量为_______ g。(忽略溶液体积变化,不考虑损耗)
③用甲醇燃料电池电解2L1mol/L硫酸铜溶液,一段时间后,两极共收集到标准状况下的气体,则电路中共转移_______ mol电子。
(2)利用电化学原理,将、和熔融制成燃料电池,模拟工业电解法处理含的废水,如图。电解过程中溶液中发生如下反应:。
①甲池内阳离子向石墨_______ 移动。(填“Ⅰ”或者“Ⅱ”)。
②如图,CO在石墨Ⅰ电极放电生成Y,Y可循环使用。甲池工作时,石墨Ⅱ附近发生的电极反应式为_______ 。
③的电极反应式为_______ 。
④甲中消耗0.12molCO,最多可以处理含_______ 的废水。
(3)—空气电池是目前储电能力最高的电池。以—空气电池为电源,用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示,该电池工作时的反应为,极发生的电极反应为_______ 。当外电路中通过0.04mol电子时,B装置内共收集到0.448L气体(标准状况),若B装置内的液体体积为200mL(电解前后溶液体积不变),则电解前溶液的物质的量浓度是_______
(1)①燃料电池是一种绿色环保、高效的化学电源。如图为甲醇燃料电池,则负极反应式为
②用甲醇燃料电池电解饱和食盐水(惰性电极),则电解的化学方程式为
③用甲醇燃料电池电解2L1mol/L硫酸铜溶液,一段时间后,两极共收集到标准状况下的气体,则电路中共转移
(2)利用电化学原理,将、和熔融制成燃料电池,模拟工业电解法处理含的废水,如图。电解过程中溶液中发生如下反应:。
①甲池内阳离子向石墨
②如图,CO在石墨Ⅰ电极放电生成Y,Y可循环使用。甲池工作时,石墨Ⅱ附近发生的电极反应式为
③的电极反应式为
④甲中消耗0.12molCO,最多可以处理含
(3)—空气电池是目前储电能力最高的电池。以—空气电池为电源,用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示,该电池工作时的反应为,极发生的电极反应为
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【推荐2】回答下列问题:
(1)土壤中的微生物可将H2S经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如图:
1molH2S(g)全部氧化为(aq)的热化学方程式为_________ 。
(2)标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa时,最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。已知25℃和101kPa时下列反应:
①
②
③
写出乙烷(C2H6)标准摩尔生成焓的焓变=_________ (用含、、的式子表示)。
(3)全钒液流二次电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应,其电池结构如图1所示。已知酸性溶液中钒以VO(黄色)、V2+(紫色)、VO2+(蓝色)、V3+(绿色)的形式存在。放电过程中,电池的正极反应式为_________ ,充电时右侧储液罐中溶液颜色由_________ 色变成_________ 色。
(4)我国某科研团队设计了一种电解装置,将CO2和NaCl高效转化为CO和NaClO,原理如图2所示:
通入CO2气体的一极为_________ (填“阴极”、“阳极”、“正极”或“负极”),写出该极的电极反应式:_________ ,若电解时电路中转移0.4mol电子,则理论上生成NaClO的物质的量为_________ mol。
(1)土壤中的微生物可将H2S经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如图:
1molH2S(g)全部氧化为(aq)的热化学方程式为
(2)标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa时,最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。已知25℃和101kPa时下列反应:
①
②
③
写出乙烷(C2H6)标准摩尔生成焓的焓变=
(3)全钒液流二次电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应,其电池结构如图1所示。已知酸性溶液中钒以VO(黄色)、V2+(紫色)、VO2+(蓝色)、V3+(绿色)的形式存在。放电过程中,电池的正极反应式为
(4)我国某科研团队设计了一种电解装置,将CO2和NaCl高效转化为CO和NaClO,原理如图2所示:
通入CO2气体的一极为
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
【推荐3】如图所示,某化学兴趣小组设计了一个燃料电池,并探究氯碱工业原理和粗铜精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题:
(1)甲装置中通氢气一极的电极反应式为______ 。
(2)乙装置中铁电极为______ 极,该装置中的电解反应方程式为______ 。
(3)若有1.12L(标准状况下)氧气参与反应,丙装置中阴极增重的质量为______ g。
(4)某粗铜中含有铁、金、银等杂质,通过电解精制后,为从电解液中制得硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O),设计了如图工艺流程:.
已知:几种金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH:
①步骤I中加入的试剂A应选择______ (填序号)。
a.氯气 b.过氧化氢 c.酸性高锰酸钾溶液
②步骤II中调节pH的范围是______ 。
③步骤III的操作是加热浓缩、______ 、______ 。
(1)甲装置中通氢气一极的电极反应式为
(2)乙装置中铁电极为
(3)若有1.12L(标准状况下)氧气参与反应,丙装置中阴极增重的质量为
(4)某粗铜中含有铁、金、银等杂质,通过电解精制后,为从电解液中制得硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O),设计了如图工艺流程:.
已知:几种金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH:
氢氧化物开始沉淀时的pH | 氢氧化物沉淀完全时的pH | |
Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
Fe2+ | 7.0 | 9.0 |
Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
a.氯气 b.过氧化氢 c.酸性高锰酸钾溶液
②步骤II中调节pH的范围是
③步骤III的操作是加热浓缩、
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