1、简答题 甲醇是一种燃料,也可以作为燃料电池的原料.
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1275.6KJ/mol
②2CO?(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566.0KJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H3=-44.0KJ/mol
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:______;
(2)甲醇直接燃烧会产生一定的污染,某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图1所示的电池装置,则电池正极的电极反应式:______,该电池工作时,溶液中的OH-向______极移动,该电池工作一段时间后,测得溶液的pH减小,则该电池总反应的离子方程式为______;
(3)甲醇对水质会造成一定的污染,用如图2所示的电化学法可消除这种污染,原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂再把水中的甲醇氧化成CO2而净化.则用该装置净化含10mol甲醇的水,转移电子数为______.
参考答案:(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
②2CO?(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol
利用盖斯定律将①-②2+③可得:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol,
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol;
(2)碱性甲醇燃料电池中,负极发生氧化反应,电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-+=CO32-+6H2O,正极发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,该电池工作时,溶液中的OH-向负极移动,则总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;负;2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O;
(3)甲醇氧化成CO2,C元素的化合价升高+6价,则10mol甲醇失去60mol电子,转移的电子数为60NA,故答案为:60NA.
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 (1)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-24.8kJ·mol-1
3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H=-47.4kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.5kJ·mol-1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式:
。
(2)在压强为0.1 MPa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);CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。
①该反应的△H 0 (填“<”、“>”或“=”)。
②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”)。
(3)实验室中配制AgNO3溶液时通常需要向其中加入 ,目的是 ; AgCl在水中存在沉淀溶解平衡:
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。25oC时,现将足量AgCl分别放入:①l00mL蒸馏水;②l0 0mL 0.2 mol?L-1AgNO3溶液;③100mL 0.1 mol?L-1氯化镁溶液;④100mL 0.1 mol?L-1氯化钠溶液。充分搅拌后,相同温度下Ag+浓度由大到小的顺序是 (填写序号)。
参考答案:(1)CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g) △H=-218.0kJ/mol
(2)① <; ② 增大(3)硝酸 抑制Ag+水解
②①④③
本题解析:(1)CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式为CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g) △H的计算如下,将3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g)加上Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) 乘以2,得到3Fe2O3(s)+ 3CO(g)=6FeO(s)+3CO2(g),化简得到Fe2O3(s)+ CO(g)=2eO(s)+CO2(g),
△H=1/3(-47.4kJ·mol-1+2×+640.5)=411.2kJ·mol-1,将Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)减去Fe2O3(s)+ CO(g)=2FeO(s)+CO2(g),化简得到2FeO(s)+2 CO(g)=2Fe(s)+2CO2(g) ,
△H=-24.8-411.2=-436kJ/mol,所以CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式为CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g) △H=-218.0kJ/mol;
(2)①由图可以知道,温度升高,CO的转化率减小,所以该反应为放热反应,故△H<0,②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,相当于增大压强,反应向正方向移动,所以CO的转化率增大;
(3)由于银离子易水解,所以配制AgNO3溶液时通常需要向其中加入硝酸,目的是抑制Ag+水解,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),在①l00mL蒸馏水;②l0 0mL 0.2 mol?L-1AgNO3溶液;③100mL 0.1 mol?L-1氯化镁溶液;④100mL 0.1 mol?L-1氯化钠溶液中,充分搅拌后,相同温度下Ag+浓度由大到小的顺序是②①④③。
考点:热化学方程式的书写,化学平衡
点评:本题考查了热化学方程式的书写,化学平衡,第一小题的计算比较繁杂,后面两个小题比较容易。
本题难度:困难
3、选择题 在298 K、100 kPa时,已知:
Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH1 2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH2和ΔH1之间的关系正确的是
A.ΔH3=2ΔH1-ΔH2
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=2ΔH1+ΔH2
D.ΔH3=ΔH2-ΔH1