2019-04-14
(14分) 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:
①CH(g)+1/2O(g)=CO(g)+2H(g) H1=-35.6kJ·mol
试判断常温下 上述反应能否自发进行: (填”能”或”否”)。有研究认为甲烷部分氧化的机理为:
②CH(g)+2O(g)=CO2(g)+2H2O(g) H2=-890.3kJ·mol
③CH(g)+CO(g)=2CO(g)+2H(g) H3=247.3kJ·mol
请结合以上条件写出CH4和H2O(g)生成CO和H2的热化学反应方程式:
。
⑵恒温下,向一个2L的密闭容器中充入1 molN2和2.6 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:
实验数据
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。
①b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Cu的物质的量浓度 。
③若完全反应后,装置Ⅱ中阴极质量增加12.8g,则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷 L (标准状况下)。
(14分)(1)能(1分)
CH(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H=250.3kJ·mol(3分)其余每空2分
(2)0.4 mol ·L-1
(3)① O2+2H2O+4e-=4OH- ②变小 不变 ③ 1.12
(14分)(1)能(1分)
CH(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H=250.3kJ·mol(3分)其余每空2分
(2)0.4 mol ·L-1
(3)① O2+2H2O+4e-=4OH- ②变小 不变 ③ 1.12