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甲烷是天然氣的主要成分,是生產(chǎn)、生活中應(yīng)用非常廣泛的一種化學(xué)物質(zhì).(1)在一定條件下,甲烷能發(fā)生如

來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 11:19:28
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甲烷是天然氣的主要成分,是生產(chǎn)、生活中應(yīng)用非常廣泛的一種化學(xué)物質(zhì).(1)在一定條件下,甲烷能發(fā)生如【專家解說】:(1)降低速率,正逆反應(yīng)速率都減??;10min末有0.1mol CO

【專家解說】:(1)降低速率,正逆反應(yīng)速率都減??;10min末有0.1mol CO生成,則v(CO)=0.1mol100L10min=1×10-4mol/(L?min),則氫氣的速率為v(H2)=3v(CO)=3×10-4mol/(L?min),
故答案為:減?。?×10-4mol/(L?min);
(2)①在相同條件下對H2的相對密度為17的NO與NO2的混合氣體,相同條件下,氣體的密度之比等于其摩爾質(zhì)量之比,所以混合氣體的摩爾質(zhì)量為34g/mol,設(shè)n(NO)為x,n(NO2)為y,
混合氣體摩爾質(zhì)量=30xg+46yg(x+y)mol=34g/mol,x:y=3:1,
故答案為:3:1;
②16g甲烷的物質(zhì)的量=16g16g/mol=1mol,
根據(jù)蓋斯定律知,CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H1
CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=0.5(△H1+△H2)
NO和NO2的物質(zhì)的量之比為3:1,根據(jù)方程式知,當(dāng)NO和NO2完全轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈺r,分別和NO、NO2反應(yīng)的甲烷的物質(zhì)的量之比=34:12=3:2,則有0.6mol甲烷和NO反應(yīng)、0.4mol的甲烷和NO2反應(yīng),
0.6mol甲烷和NO反應(yīng)放出的熱量=0.6mol×1160kJ/mol=696kJ,0.4mol甲烷和NO2完全反應(yīng)放出的熱量=1042.8kJ-696kJ=346.8kJ,則0.4mol甲烷和NO2完全反應(yīng)放出的熱量=0.5(△H1+△H2)×0.4mol=0.2mol×(1160kJ/mol+△H2)=346.8kJ,則△H2=346.8kJ0.2mol=-574 kJ/mol,
故答案為:-574 kJ/mol;
(3)①總反應(yīng)式為CH4+2O2+=CO2+2H2O,正極反應(yīng)式為:2O2+8e-=4O2-,兩式相減,負(fù)極反應(yīng)為:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,
故答案為:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O;
②硫酸銅的物質(zhì)的量=0.1L×2mol/L=0.2mol,開始階段發(fā)生反應(yīng):2Cu2++2H2O 電解 . 2Cu+O2↑+4H+,銅離子完全放電后,發(fā)生反應(yīng)2H2O 電解 . 2H2↑+O2↑,當(dāng)兩極收集到的氣體體積相等時,即氫氣與氧氣的體積相等,令是氫氣為xmol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒,則:0.2mol×2+2x=4x,解得x=0.2,
根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒,可知消耗的甲烷物質(zhì)的量=0.2mol×48=0.1mol,故消耗甲烷的體積=0.1mol×22.4L/mol=2.24L,
原電池中發(fā)生反應(yīng)時化學(xué)能不去全部轉(zhuǎn)化為電能,即電池能量轉(zhuǎn)化率達(dá)不到100%,所以實(shí)際上消耗的甲烷的體積比理論上大;
故答案為:2.24L;電池能量轉(zhuǎn)化率達(dá)不到100%.
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