(16分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上合成甲醇的反应原理为:CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) ΔH,
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
①根据表中数据可判断ΔH 0 (填“>”、“=”或“<”)。
②在300℃时,将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为1L的密闭容器中,此时反应将 。
A.向正方向移动 B.向逆方向移动 C.处于平衡状态 D.无法判断
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l) ΔH = -1451.6 kJ·mol-1
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH = -566.0 kJ·mol-1
写出该条件下甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
。
(3)以甲醇、氧气为原料,KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,则负极的电极反应式为 ,(3分)随着反应的不断进行溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)如果以该燃料电池为电源,石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极的电极反应式为 一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12(25℃下测定),则理论上消耗氧气的体积为 mL(3分)(标况下)。
(12 分)(每空2分)CH3COOH是中学化学中常用的一元弱酸,请回答下列问题:
(1)若分别将pH=2的盐酸和醋酸稀释100倍,则稀释后溶液的pH:盐酸 醋酸(填“>”、“=”或“<”)。
(2)将100mL 0.1mol·L-1的CH3COOH溶液与50mL 0.2mol·L-1的NaOH溶液混合,所得溶液呈 性,原因 (用离子方程式表示)。
(3)已知某混合溶液中只含有CH3COO-、H+、Na+、OH-四种离子,且离子浓度大小关系为:c(CH3COO-)> c(H+)> c(Na+)> c(OH-),则该溶液中含有的溶质为 。
(4)已知Ka(CH3COOH)= 1.76×10-5 ,Ka(HNO2)= 4.6×10-4,若用同浓度的NaOH溶液分别中和等体积且pH相等的CH3COOH和HNO2,则消耗NaOH溶液的体积关系为:
前者 后者(填“>,<或=”)
(5)已知25℃时,0.1mol·L-1醋酸溶液的pH约为3,向其中加入少量醋酸钠晶体,发现溶液的pH增大。对上述现象有两种不同的解释:甲同学认为醋酸钠呈碱性,所以溶液的pH增大;乙同学给出另外一种不同于甲同学的解释,请你写出乙同学可能的理由
自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下层渗透,遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是
A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度
B.原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性
C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是CuS↓
D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是
A.该系统中只存在3种形式的能量转化
B.装置Y中负极的电极反应式为:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化
在25 ml 0.1 mol · L-1NaOH溶液中逐滴加入0.2mol · L-1CH3COOH溶液,溶液pH变化曲线如图所示,下列有关离子浓度的比较正确的是
A.在A、B间任一点(不含A、B点),溶液中可能有c (Na+) > c (CH3COO-) >c (OH-) > c (H+)
B.在B点,a>12.5,且有c (Na+) =c (CH3COO-) = c (OH-)= c (H+)
C.在C点,c (CH3COO-) > c (Na+) > c (OH-) > c (H+)
D.在D点,c (CH3COO-) +c (CH3COOH) = c (Na+)
用石墨电极电解100 mL H2SO4与CuSO4的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集
到2.24 L气体(标准状况),则原混合溶液中Cu2+的物质的量浓度为
A.1mol·L-1 B.2 mol·L-1 C.3 mol·L-1 D.4 mol·L-1