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】关于强弱电解质及非电解质的组合完全正确的是( )
A | B | C | D | |
强电解质 | NaCl | H2SO4 | NaOH | HNO3 |
弱电解质 | HF | BaSO4 | CaCO3 | CH3COOH |
非电解质 | Cl2 | CO2 | C2H5OH | SO2 |
A. A B. B C. C D. D