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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H...

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:①CHg+1/2Og══COg+2Hg  ΔH1=-35.6kJ·mol试判断常温下,上述反应能否自发进行:___________(”)

有研究认为甲烷部分氧化的机理为:

CHg+2Og)=CO2g+2H2Og  ΔH2=-890.3kJ·mol

CHg+COg)=2COg+2Hg  ΔH3+247.3kJ·mol请结合以上三个反应与条件写出CH4H2Og)生成COH2的热化学反应方程式:________________________________

2恒温下,向一个2L的密闭容器中充入1 mol N22.6 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:

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,装置为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置实现铁棒上镀铜。

b处电极上发生的电极反应式是_____________________________

②电镀结束后,装置中溶液的pH___________(填写变大变小不变,下同),装置Cu的物质的量浓度___________________

③若完全反应后,装置中阴极质量增加12.8g,则装置中理论上消耗甲烷_________L (标准状况下)。

 

能 CH(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+250.3kJ·mol 0.4 mol ·L-1 O2+2H2O+4e-=4OH- 变小 不变 1.12 【解析】(1)该反应为一个熵增的放热反应,可以自发进行;通过盖斯定律,首先写出目标反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g),该反应等于(①×4-②-③),故ΔH=((-35.6)×4-(-890.3)-247.3)=250.3KJ/mol; (2)   N2+3H22NH3   始态mol/L   0.5   1.3   0   反应mol/L   0.1   0.3   0.20   终态mol/L   0.4   1.0   0.20     (3)铁棒镀铜,可以确定Cu为阳极,Fe为阴极,整个电镀过程中电解质浓度没有变化; 左边为燃料电池,a为负极,甲烷失电子,b为正极,发生还原反应O2+2H2O+4e-=4OH-,整个过程中KOH的量不变,但有水生成,浓度减小,pH变小。根据得失电子守恒可以确定,消耗甲烷为1.12L  
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考点分析:
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(1)100°C时,KW=1.0×10﹣12,在该温度下,测得0.1mol/LNa2A溶液pH=6.

①H2A在水溶液中的电离方程式为_____

②体积相等pH=1的盐酸与H2A溶液分别与足量的Zn反应,与盐酸相比,H2A溶液产生的H2____(填“多”、“少”或“一样多”).

(2)将0.4 mol/L HB溶液与0.2 mol/L NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液中c(Na+)>c(B)。

①混合溶液中c(B_____c(HB)(填“>”、“<” 或“=”);

②混合溶液中c(HB)+ c(B_____0.2mol/L(填“>”、“<”或“=”).

(3)已知在常温下常见弱酸的电离平衡常数Ka如表所示:

溶质

CH3COOH

H2CO3

HClO

HCN

电离平衡常数Ka

1.75×10-5

Ka1=4.4×10-7 Ka2=4.7×10-11

3.2×10-8

6.2×10-10

 

①少量二氧化碳通入NaClO溶液中的离子方程式_____

②浓度均为0.01mol/L的下列4种物质的溶液分别加水稀释100倍,pH变化最小的是_____(填编号);

a.CH3COOH       b.HCN        c.HClO         d.H2CO3

③常温下浓度相同的醋酸和醋酸钠混合液pH=6,则c( CH3COO)﹣c( CH3COOH)=___mol/L(用数值列出计算式即可).

 

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合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如表:

度(

360

440

520

K

0.036

0.010

0.0038

 

1①由上表数据可知该反应的ΔH_____ 0(填填“=”)。

②下列措施能用勒夏特列原理解释是_____(填序号)

a.增大压强有利于合成氨              b.使用合适的催化剂有利于快速生成氨

c.生产中需要升高温度至500°C左右    d.需要使用过量的N2,提高H2转化率

20.2mol NH3溶于水后再与含有0.2mol H2SO4的稀溶液完全反应放热Q kJ,请你用热化学方程式表示其反应式___________________________________

3常温时,将a mol氨气溶于水后,再通入b mol氯化氢,溶液体积为1L,且cNH4+=cCl),则一水合氨的电离平衡常数Kb=_____(用ab表示)

4原料气H2可通过反应 CH4g+H2O gCOg+3H2g获取,已知该反应中,当初始混合气中的恒定时,温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如图所示:

①图中,两条曲线表示压强的关系是:P1_____P2(填“=”)。

②其它条件一定,升高温度,氢气的产率会______(填增大减小减小,不变不变)

5原料气H2还可通过反应COg+H2OgCO2g+H2g)获取

T℃时,向容积固定为5 L的容器中充入1mol H2Og1mol CO反应达平衡后,测得CO的浓度0.08 mol/L,该温度下反应的平衡常数K值为_____

②保持温度仍为T℃,容积体积为5L,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是_____(填序号)

a.容器内压强不随时间改变                    

b.混合气体的密度不随时间改变

c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2

d.混合气中nCO):nH2O):nCO2):nH2=11666

 

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某学生用0.1000 mol·L1NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作可分解为如下几步:

A.移取20.00 mL待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶,并加入2~3滴酚酞;

B.用标准溶液润洗滴定管2~3次;

C.把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管尖嘴使之充满溶液;

D.取标准NaOH溶液注入碱式滴定管至刻度0以上2~3 cm;

E.调节液面至“0”“0”以下刻度,记下读数;

F.把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准NaOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度。

就此实验完成填空:

(1)正确操作步骤的顺序是(用序号字母填写)______________________________

(2)上述B步骤操作的目的是_______________________________________

(3)实验中用左手控制活塞,眼睛注视___________________,直至滴定终点。判断到达终点的现象是________________________________

(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表:

滴定次数

待测溶液的体积(mL)

0.100 0 mol·L1NaOH的体积(mL)

滴定前刻度

滴定后刻度

溶液体积(mL)

第一次

20.00

0.00

26.11

26.11

第二次

20.00

1.56

30.30

28.74

第三次

20.00

0.22

26.31

26.09

 

依据上表数据列式计算该盐酸溶液的物质的量浓度为__________

(5)0.1000 mol·L1 NaOH溶液滴定0.1000 mol·L1盐酸,如达到滴定的终点时不慎多加了1NaOH溶液(1滴溶液的体积约为0.05 mL),继续加水至50 mL,所得溶液的pH等于____________

(6)下列哪些操作会使测定结果偏高(填序号)_____

A.锥形瓶中溶液的颜色刚刚由无色变为浅红色即停止滴定  B.碱式滴定管用蒸馏水洗净后立即注入标准液

C.滴定前碱式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失    D.滴定前读数正确,滴定后俯视滴定管读数

E.实验中,用待盛装的溶液润洗锥形瓶

 

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室温下,用0.100 mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示.下列说法正确的是(  )

A. 表示的是滴定盐酸的曲线

B. pH=7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20mL

C. V(NaOH)=20mL时,两份溶液中c(Cl-)=c(CH3COO-)

D. V(NaOH)=10mL时,醋酸溶液中c(Na+)c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)

 

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在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下。[已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol1]

容器

反应物投入量

1 mol N2、3 mol H2

2 mol NH3

4 mol NH3

NH3的浓度(mol·L-1

c1

c2

c3

反应的能量变化

放出a kJ

吸收b kJ

吸收c kJ

体系压强(Pa)

p1

p2

p3

反应物转化率

α1

α2

α3

 

下列说法正确的是(  

A. 2c1>c3    B. α1+α3=1    C. 2 p2 <p3    D. a+b=92.4

 

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