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(1)我们常用的一种甲醇燃料电池,是以甲醇与氧气的反应为原理设计的,其电解质溶液是KOH溶液。写出该电池负极的电极反应式_______________。
(2)下图为常用笔记本电脑所用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。该装置中________(填“a”或“b”)为电池的正极, 已知任何反应都具有一定的可逆性。该甲醇质子交换膜燃料电池在实际工作中,各反应物、生成物均以气态的形式存在且反应也具有一定可逆性,即其反应原理可表示为 2CH3OH(g)+3O2(g)
①2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1 275.6 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1
③H2O(g)===H2O(l) ΔH3=-44.0 kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:__________。
II:某温度下,向密闭容器中充入2.0 mol CO和1.0mol H2O,发生反应:
CO(g)+H2O(g)
A.该反应的反应物混合后很不稳定
B.该反应一旦发生将在很短的时间内完成
C.该反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量很小
D.该反应一定是放热反应
E.该反应使用催化剂意义不大
(5)t2时刻向平衡体系中再通入1.0 mol H2O(g),t3时刻重新建立平衡,请在原坐标图中将改变这一条件后CO的转化率的变化趋势表示出来,必须注明再次建立平衡后CO的转化率。
I:(1)在一定条件下,容积为 100L密闭容器中发生反应:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g);△H>0
将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入该密闭容器 l0min时有0.1mol CO生成,则10min内该反应的平均速率v(H2)
(2)在压强为0.1MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图2.
①该反应的△H
②100℃时该反应的平衡常数K=
| V2 |
| a2 |
| V2 |
| a2 |
③在温度容积不变的情况下,向该密闭容器再增加a mol CO与 2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率
④在某温度下,向一个容积不变的密闭容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2反应生成CH3OH(g),达到平衡时CO的转化率为90%,此时容器内的压强为开始时的
II:某温度下,向密闭容器中充入2.0mol CO和1.0mol H2O,发生反应:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g).CO的转化率随时间变化关系如图2,回答下列问题:
(1)如果一个可逆反应的平衡常数K值很大,下列说法正确的是
A.该反应的反应物混合后很不稳定
B.该反应一旦发生将在很短的时间内完成
C.该反应达平衡时至少有一种反应物的百分含量很小
D.该反应一定是放热反应 E.该反应使用催化剂意义不大
(2)t2时刻向平衡体系中再通入1.0mol H2O(g),请在原坐标图3中将改变这一条件后CO的转化率的变化结果表示出来.
I:(1)在一定条件下,容积为 100L密闭容器中发生反应:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g);△H>0
将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入该密闭容器 l0min时有0.1mol CO生成,则10min内该反应的平均速率v(H2)______.
(2)在压强为0.1MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图2.
①该反应的△H______0 (填“<”、“>”或“=”).
②100℃时该反应的平衡常数K=______(用含a、V的代数式表示).
③在温度容积不变的情况下,向该密闭容器再增加a mol CO与 2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”).平衡常数______(填“增大”、“减小”或“不变”)
④在某温度下,向一个容积不变的密闭容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2反应生成CH3OH(g),达到平衡时CO的转化率为90%,此时容器内的压强为开始时的______倍.
II:某温度下,向密闭容器中充入2.0mol CO和1.0mol H2O,发生反应:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g).CO的转化率随时间变化关系如图2,回答下列问题:
(1)如果一个可逆反应的平衡常数K值很大,下列说法正确的是______(填字母).
A.该反应的反应物混合后很不稳定
B.该反应一旦发生将在很短的时间内完成
C.该反应达平衡时至少有一种反应物的百分含量很小
D.该反应一定是放热反应 E.该反应使用催化剂意义不大
(2)t2时刻向平衡体系中再通入1.0mol H2O(g),请在原坐标图3中将改变这一条件后CO的转化率的变化结果表示出来.
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(2)下列措施中能使CO2的转化率增大的是(填写字母代号)________.
A.加入催化剂
B.升高温度
C.恒容充入He(g),使体系压强增大
D.再充入1 mol CO2和3 mol H2
(3)下列说法正确的是(填写字母代号)________.
A.反应进行到3 s时达到平衡
B.只有平衡时有v(CO2)/v(H2)=1∶3
C.反应进行到3 s时浓度关系为c(CH3OH)=c(CO2)
D.2 mol CO2和6 mol H2反应达到平衡时放热73.5 kJ
开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。
(1)由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇,化学反应方程式:2CO(g)+4H2(g)
CH3CH2OH(g)+H2O(g);若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成乙醇:CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。
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①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为10L,则该温度下的平衡常数:K=??????? ;
②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA???? tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③工业上还可以采取以CO2和H2为原料合成乙醇,并且更被化学工作者推崇,但是在相同条件下,由CO制取CH3CH2OH的平衡常数远远大于由CO2制取CH3CH2OH 的平衡常数。请推测化学工作者认可由CO2制取CH3CH2OH的优点主要是:???????????????????????????????????? 。
(2)目前工业上也可以用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)。若将6mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示(实线)。
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①请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。
②仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I对应的实验条件改变是????????? ? ,曲线Ⅱ对应的实验条件改变是??????? 。
(3)Hg是水体污染的重金属元素之一。水溶液中二价汞的主要存在形态与Clˉ、OHˉ的浓度关系如右图所示[图中的物质或粒子只有Hg(OH)2为难溶物;pCl=-1gc(Clˉ)]
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①下列说法中正确的是????? 。
A.为了防止Hg2+水解,配制Hg(NO3)2溶液时应将Hg(NO3)2固体溶于浓硝酸后再稀释
B.当c(C1ˉ) =10ˉ1 mol·Lˉ1时,汞元素一定全部以HgCl42ˉ形式存在
C.HgCl2是一种弱电解质,其电离方程式是:HgCl2=HgCl+ + C1ˉ
D.当溶液pH保持在4,pCl由2改变至6时,可使HgCl2转化为Hg(OH)2
②HgCl2又称“升汞”,熔点549K,加热能升华,其晶体是????? (填晶体类型)。
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