(14分)工业上可由天然气为原料制备甲醇,也可由水煤气合成甲醇。
(1)已知2CH4(g)+O2(g)=2CO2(g)+4H2(g) △H=akJ/mol
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=bkJ/mol
试写出由CH4和O2制取甲烷的热化学方程式:___________________。
(2)还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图甲是反应时CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间t的变化情况。从反应开始到平衡,用CO表示平均反应速率v(CO)=____________,该反应的平衡常数表达式为______________。
(3)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如乙图所示.
①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是___________。(填字母)
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA___________PB(填“>、<、=”)。
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20L.如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=___________L。
(4)以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)。
①若KOH溶液足量,则电池负极反应的离子方程式为_____________。
②若电解质溶液中KOH的物质的量为1.0mol,当有0.75mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是______________。
将agFe和Cu的混合粉末加入到100mL4mol/L的稀硝酸中充分反应后(假设还原产物只有NO),下列说法正确的是
A.若反应后有Cu剩余,则反应后溶液中含有的金属阳离子一定是Cu2+
B.若反应后的溶液中有Cu2+,则反应后溶液中含有的金属阳离子一定是Fe2+、Fe3+
C.若加入的Fe和Cu的质量比为7∶8,则使HNO3完全反应的金属粉末质量最小为7.2g
D.若两者恰好反应,则加入金属粉末质量8.4g<a<9.6g
控制适当的条件,将反应Fe3++Ag=Fe2++Ag+设计成如图所示的原电池(盐桥装有琼脂-硝酸钾溶液;灵敏电流计的0刻度居中,左右均有刻度)。已知接通后观察到电流计指针向右偏转。下列判断正确的是
A.在外电路中,电子从石墨电极流向银电极
B.盐桥中的K+移向乙烧杯
C.一段时间后,电流计指针反向偏转,越过0刻度,向左边偏转
D.电流计指针居中后,往甲烧杯中加入一定量的铁粉,电流计指针将向左偏转
对于反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △<0,在其它条件不变的情况下
A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的△H也随之改变
B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变
C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.标准状况下,22.4LCCl4中含有的分子数目为NA
B.7.8gNa2S和Na2O2的混合物中,含有的阴离子数目为0.1NA
C.足量的铜与含有0.2molH2SO4的浓溶液共热可生成SO2为0.1NA
D.标准状况下,2.24LCl2与足量的NaOH溶液反应,转移的电子数目为0.2NA
对于下图所示实验,下列实验现象预测或操作正确的是
A.实验甲:逐滴滴加盐酸时,试管中立即产生大量气泡
B.实验乙:充分振荡后静置,下层溶液为橙红色,上层为无色
C.实验丙:从饱和食盐水中提取NaCl晶体
D.装置丁:酸性KMnO4溶液中有气泡出现,且溶液颜色会逐渐变浅乃至褪去