(14分) 甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛,请回答下列问题:?
(1)以天然气为原料制H2是合成氨的一条重要的路线。甲烷的部分氧化可得到合成氨的原料气H2,其反应式如下:
①CH
(g)+1/2O
(g)=CO(g)+2H
(g)
H1=-35.6kJ·mol![]()
试判断常温下,上述反应能否自发进行: (填”能”或”否”)。有研究认为甲烷部分氧化的机理为:
②CH
(g)+2O
(g)=CO2(g)+2H2O(g)
H2=-890.3kJ·mol![]()
③CH
(g)+CO
(g)=2CO(g)+2H
(g)
H3=247.3kJ·mol![]()
请结合以上条件写出CH4和H2O(g)生成CO和H2的热化学反应方程式:
。
⑵恒温下,向一个2L的密闭容器中充入1 molN2和2.6 molH2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
实验数据
|
时间/min |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
|
c(NH3)/( mol ·/L-1) |
0.08 |
0.14 |
0.18 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
此条件下,该反应达到化学平衡时,氮气的浓度为 。
(3)如下图所示,装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。?
![]()
①b处电极上发生的电极反应式是 。
②电镀结束后,装置Ⅰ中溶液的pH
(填写“变大”、“变小”或“不变”,下同),装置Ⅱ中Cu
的物质的量浓度
。
③若完全反应后,装置Ⅱ中阴极质量增加12.8g,则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷 L (标准状况下)。
(10分)有A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离可产生表中离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)。
|
阳离子 |
Na+、Ba2+、NH4+ |
|
阴离子 |
CO32-、Cl-、OH-、SO42- |
已知:
①A、C溶液的pH均大于7,A、B的溶液中水的电离程度比纯水大,A、D焰色反应的火焰均为黄色;
②C溶液和D溶液相遇时只观察到有白色沉淀产生,B溶液和C溶液相遇时只观察到有刺激性气味的气体产生,A溶液和D溶液混合时无明显现象。
请填写下列空白:
(1)A是___________,B是___________,C是____________,D是___________。
(2)常温,将1 mL pH =12的C溶液加水稀释至100mL,所得溶液中
= 。
(3)常温下,0.15 mol·L-1的C溶液与0.20 mol·L-1盐酸混合,所得混合液的pH=13,则C溶液与盐酸的体积比= _______________。
(4)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是 。