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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)高炉冶铁过程中,甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁,有关反应为:CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=+260kJ?mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ?mol-1则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为
 
;
(2)将一定量的CO(g)与H2(g)通入定容的聚焦太阳能反应器,发生反应:
CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g).该反应△H=-206kJ?mol-1.
①在不同催化剂(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图1所示.在0~30 小时内,CH4的平均生成速率 vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为
 
.
②能说明该反应达到平衡状态的是
 
.
A.容器内压强保持不变   B.气体平均相对分子质量保持不变
C.v正(CH4)=v逆(H2)  D.CO的浓度保持不变
(3)如图2所示,装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜.
①a处应通入
 
(填“CH4”或“O2”),b处电极上发生的电极反应式是
 
.
②电镀结束后,装置Ⅰ中溶液的pH
 
(填写“变大”“变小”或“不变”,下同),装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度
 
.
③电镀结束后,装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH-以外还含有
 
(忽略水解).
④在此过程中若完全反应,装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g,则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷
 
L(标准状况下).
考点:热化学方程式,化学电源新型电池,化学平衡状态的判断
专题:基本概念与基本理论
分析:(1)根据盖斯定律书写热化学反应方程式;
(2)①相同时间甲烷的物质的量的变化量越大,表明平均速率越大,相同时间甲烷的物质的量的变化量越小,平均反应速率越小.由图2可知反应开始后的12小时内,在第Ⅱ种催化剂的作用下,收集的CH4最多;
②平衡标志是正逆反应速率相同,各成分含量保持不变;
(3)①II中首先镀铜,则Cu作阳极、Fe作阴极,I中a处电极为负极、b处电极为正极,负极上通入燃料、正极上通入氧化剂;甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水;
②根据I中氢氧根离子浓度变化确定溶液pH变化;II中发生电镀,阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量;
③I中还有碳酸根离子生成;
④根据转移电子相等计算消失甲烷的体积.
解答: 解:(1)CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=260kJ?mol-1①
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ?mol-1②,
将方程式2×①+②得 2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)△H=-46kJ?mol-1 ,
故答案为:2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)△H=-46kJ?mol-1 ;
(2)①由图2可知,在0~30h内,甲烷的物质的量变化量为△n(Ⅰ)<△n(Ⅱ)<△n(Ⅲ),故在0~30h内,CH4的平均生成速率v(Ⅲ)>v(Ⅱ)>v(Ⅰ);
由图2可知反应开始后的12小时内,在第Ⅱ种催化剂的作用下,收集的CH4最多;
故答案为:VⅢ>VⅡ>VⅠ;
②CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g).该反应△H=-206kJ?mol-1 ,反应是气体体积减小的放热反应,结合平衡标志是正逆反应速率相同,各成分含量保持不变;
A.反应前后气体压强发生变化,容器内压强保持不变,说明反应达到平衡状态,故A正确;   
B.反应前后气体质量不变,物质的量减小,气体平均相对分子质量保持不变,说明反应达到平衡状态,故B正确;
C.3v正(CH4)=v逆(H2)说明反应达到平衡状态,v正(CH4)=v逆(H2),不能说明正逆反应速率相同,故C错误;
 D.CO的浓度保持不变是破坏标志,故D正确;
故答案为:ABD;
(3)①II中首先镀铜,则Cu作阳极、Fe作阴极,I中a处电极为负极、b处电极为正极,负极上通入燃料、正极上通入氧化剂,所以a处通入的气体是甲烷;甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,b处通的是氧气,电极上发生的电极反应式是:O2+2H2O+4e=4OH-;
故答案为:甲烷;O2+2H2O+4e=4OH-;
②根据I中电池反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低,则溶液的pH减小;
II中发生电镀,阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量,则溶液中铜离子浓度不变,
故答案为:变小;不变;
③I中负极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,所以还有碳酸根离子生成,故答案为:CO32-;
④串联电路中转移电子相等,所以消耗甲烷的体积=
12.8g
64g/mol
×2
8
×22.4L/mol=1.12L;
故答案为:1.12.
点评:本题考查了盖斯定律、原电池和电解池原理,平衡标志和判断,图象分析方法,根据电解池中Cu、Fe电极上发生的反应确定燃料电池中正负极及电极上通入的气体,再结合转移电子相等计算,难点是电极反应式的书写,题目难度中等.
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M元素的一个原子失去两个电子转移到N元素的两个原子中形成化合物Z,下列说法不正确的是(  )
A、M元素的离子可表示为M2+
B、Z化学式可表示为MN2
C、Z一定能溶于水
D、Z一定为离子化合物

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有如图A~F六种仪器:
(1)写出仪器名称:E
 
,F
 
,
(2)实验室配制一定物质的量浓度的250mL硫酸溶液,需用98%的浓硫酸.除用到如图仪器外还缺少
 
(填名称).
(3)下列实验操作中用到仪器C的是
 
(选填下列选项的编号字母).
a.分离水和CC14的混合物 b.分离水和酒精的混合物 c.分离水和泥砂的混合物.

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3.84克铜与足量的浓硫酸在加热条件下充分反应.
(1)求生成的气体在标准状况下的体积是多少?
(2)将生成物稀释到500mL,求所得溶液中CuSO4的物质的量浓度是多少?

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碱金属元素原子最外层的电子都是
 
个,在化学反应中它们容易失去
 
个电子;卤素原子最外层的电子都是
 
个,在化学反应中它们容易得到
 
个电子.

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科目:高中化学 来源: 题型:

Ⅰ顺铂是美国教授B Rosenberg等人于1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物,它的化学式为Pt(NH3)2Cl2.

(1)与氮元素处于同一周期且相邻的两种元素分别是
 
,这三种元素的第一电离能由大到小的顺序是
 
,电负性由小到大的顺序是
 
.
(2)与NH3互为等电子体的分子、离子有
 
、
 
(各举一例).
(3)碳铂是1,1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称,是第二代铂族抗癌药物,其毒副作用低于顺铂.碳铂的结构如图1:
碳铂分子中含有的作用力有
 
(填字母).
A.极性共价键    B.非极性共价键    C.配位键   D.离子键
E.金属键       F.σ键            G.π键
(4)碳铂中C原子的杂化方式有
 
.
(5)铂(Pt)单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示,其晶胞特征如图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示.
晶胞中铂(Pt)原子的配位数为
 
.若已知铂(Pt)的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数为NA,Pt原子半径为b pm,则该晶胞的密度为ρ=
 
g/cm3.(用含M、NA、b的计算式表示,不用化简).
Ⅱ.原子序数小于36的元素A和B,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,且原子序数B比A多1,基态B原子中含有三个未成对电子,B元素在周期表中的位置为
 
,A2+在基态时外围电子(价电子)占据的能层符号为
 
,外围电子(价电子)排布式
 
.

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某同学从一种未知的无色溶液中检验出Ba2+、Ag+,同时溶液的酸性很强,他准备继续检验溶液中是否含有Cu2+、Cl-、CO32-、S2-、K+、Al3+、SO42-、SO32-、NO3-等离子.显然,有些离子还必须检验,你认为还必须检验的离子是
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

铵盐都是晶体,并且都
 
溶于水.

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如图所示,其中甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O下列说法正确的是(  )
A、甲池是电能转化为化学能的装置,乙、丙池是化学能转化电能的装置
B、甲池通入CH3OH的电极反应为CH3OH-6e-+2H2O=CO32-+8H+
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D、反应一段时间后,向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体,能使CuSO4溶液恢复到原浓度

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