题目内容
【题目】CH4和H2O(g)可发生催化重整反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。
(1)每消耗8g CH4转移的电子的数目为 。
(2)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1=akJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=bkJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H3=ckJ·mol-1
④CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H4
由此计算△H4= kJ·mol-1。
(3)T℃时,向1L恒容密闭容器中投入1molCH4和1molH2O(g),发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),经过tmin,反应达到平衡。已知平衡时,c(CH4)=0.5mol·L-1。
①0~tmin内,该反应的平均反应速率v(H2)= 。②T℃时,该反应的平衡常数K= 。
③当温度升高到(T+100)℃时,容器中c(CO)="0.75" mol·L-1,则该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)已知熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图如下:
①放电过程中K+和Na+向电极 (填“A”或“B”)移动。
②该电池的负极反应式为 。
【答案】(1)3NA(2)c+3b-2a;
(3)①mol·L-1·min·-1;②6.75;③吸热;
(4)①B;②CO+3H2+4CO32――8e-=5CO2+3H2O;
【解析】试题分析:(1)在反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)中,甲烷中碳元素的化合价由-4价升高到+2价,1mol甲烷转移6mol电子,8g甲烷的物质的量为8g÷16g/mol=0.5mol,则转移的电子数为0.5mol×6×NA=3NA。
(2)①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H1=akJ·mol-1,
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=bkJ·mol-1,
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H3="c" kJ·mol-1,
根据盖斯定律,③+3×②-2×①得CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H4= c+3b-2akJ/mol。
(3)①根据题意,甲烷的最初浓度为1mol/L,经过tmin,反应达到平衡,平衡时c(CH4)=0.5mol·L-1,则反应消耗甲烷0.5mol,根据反应掉的浓度和化学计量数成正比,则反应消耗氢气为1.5mol/L,v(H2)=1.5/tmol·L-1·min·-1;②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5molL-1,氢气的浓度为1.5mol/L,CO的浓度为0.5mol/L,水蒸气的浓度为0.5mol/L,则该温度K=[c(CO)c3(H2)]÷[c(CH4)c(H2O)]= [0.5×1.53]÷[0.5×0.5]=6.75;③当温度升高到(T+100)℃时,容器中c(CO)="0.75" mol·L-1,CO的浓度增大,说明平衡正反应方向移动,而升高温度,平衡向吸热反应方向移动,则该反应是吸热反应。
(4)①根据图示,CO和氢气在电极A放电发生氧化反应生成CO2和水,则电极A为负极,,电极B为正极,所以放电过程中K+和Na+向电极B移动;②该电池的负极为CO和氢气在电极放电发生氧化反应生成CO2和水,则电极反应式为CO+3H2+4CO32――8e-=5CO2+3H2O。
【题目】甲、乙、丙、丁、戊的相互转化关系如图所示(反应条件略去,箭头表示一步转化)。下列各组物质中,不满足右图所示转化关系的是
甲 | 乙 | 丙 | 戊 | |
A | NH3 | Cl2 | N2 | H2 |
B | C | SiO2 | CO | CuO |
C | Al(OH)3 | NaOH溶液 | NaAlO2溶液 | CO2 |
D | 乙醇乙酯 | NaOH溶液 | 乙醇 | 乙酸 |
A. A B. B C. C D. D
【题目】甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比,设计如下实验流程:
实验中,先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气,再连接洗气瓶和气体收集装置,立即加热氧化铜。反应完毕后,黑色的氧化铜转化为红色的铜(2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O)。下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置,D为盛有浓硫酸的洗气瓶。
甲小组测得,反应前氧化铜的质量m1 g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2 g、生成氮气在标准状况下的体积V1 L。乙小组测得,洗气前装置D的质量m3 g、洗气后装置D的质量m4 g、生成氮气在标准状况下的体积V2 L。
请回答下列问题:
(1)写出仪器a的名称:________。
(2)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气,请将实验装置的字母编号和制备原理填在下表空格中。
实验装置 | 实验药品 | 制备原理 | |
甲小组 | A | 氢氧化钙、 硫酸、硫酸铵 | 反应的化学方程式为①____________ |
乙小组 | ②______ | 浓氨水、氢氧化钠 | 氢氧化钠溶于氨水后放热,增加氢氧根离子浓度,加快氨气逸出 |
(3)甲小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为________。
(4)乙小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值,其原因是_________。