甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上用CH4和H2O为原料通过下列反应①和②,来制备甲醇。
①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) DH1
②CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) DH2
将0.20 mol CH4和0.30 mol H2O(g)通入容积为10 L的密闭容器中,在一定条件下发生反应①,达到平衡时,CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。
⑴温度不变,缩小体积,①的逆反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑵反应①的DH1 0(填“<”“=”或“>”)100°C时的平衡常数值K= 。
⑶在压强为0.1Mpa条件下,将amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下进行反应②再生成甲醇。为了发寻找合成甲醇的适宜的温度和压强,某同学设计了二组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在空格中填入剩余的实验条件数据。
| 实验编号 | T(°C) | n(CO)/n(H2) | p(MPa) |
| I | 150 | 1/3 | 0.1 |
| II | 5 | ||
| III | 350 | 5 |
300°C时,其他条件不变,将容器的容积压缩到原来的1/2,对平衡体系产生的影响是(填字母)( )
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.重新平衡时c(H2)/c(CH2OH)减小
⑷已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)DH=-1275.6 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) DH=-556.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l)DH=-44.0 kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳的液态水的热化学方程式 。
⑸某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应为 。
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为
。
I.实验室有一瓶失去标签的某白色固体,已知其成份可能是碳酸或亚硫酸的钠盐或钾盐,
且其成分单一。现某化学小组通过如下步骤来确定其成分:
⑴阳离子的确定:
实验方法及现象: 。
结论:此白色固体是钠盐。
⑵阴离子的确定:
①取少量白色固体于试管中,然后向试管中加入稀盐酸,白色固体全部溶解,产生无色气体,此气体能使溴水褪色。
②要进一步确定其成分需补做如下实验:取适量白色固体配成溶液,取少许溶液于试管中,加入BaCl2溶液,出现白色沉淀。
II.确认其成分后,由于某些原因,此白色固体部分被空气氧化,该化学小组想用已知浓度的酸性KMnO4溶液来确定变质固体中X的含量,具体步骤如下:
步骤I 称取样品1.000 g。
步骤II 将样品溶解后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤III 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,用0.01 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点。
按上述操作方法再重复2次。
⑴写出步骤III所发生反应的离子方程式 。
⑵在配制0.01 mol·L-1 KMnO4溶液时若仰视定容,则最终测得变质固体中X的含量 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
⑶滴定结果如下表所示:
| 滴定次数 | 待测溶液的体积/mL | 标准溶液的体积 | |
| 滴定前刻度/mL | 滴定后刻度/mL | ||
| 1 | 25.00 | 1.02 | 21.03 |
| 2 | 25.00 | 2.00 | 21.99 |
| 3 | 25.00 | 2.20 | 20.20 |
则该变质固体中X的质量分数为 。