(14分)甲醇是重要的化工原料,在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用十分廣泛。(1)利用太陽能或生物質(zhì)能分解水制H 2 ,
來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-17 11:34:50
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(14分)甲醇是重要的化工原料,在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用十分廣泛。(1)利用太陽能或生物質(zhì)能分解水制H 2 ,【專家解說】:共14分。每空2分。(1)-719.5(2分) ab(
【專家解說】:共14分。每空2分。
(1)-719.5(2分) ab(2分)
(2)①I(1分) II(1分) ②II(2分)
(3)①4.57(2分)
②6NO 3 - +5CH 3 OH+6H + =3N 2 ↑+5CO 2 ↑+13H 2 O(2分)
(4)CH 3 OH+H 2 O–6e - =CO 2 ↑+6H + (2分)
試題分析:(1)由蓋斯定律得2H 2 O(l)+CO 2 (g) = CH 3 OH(l)+3/2O 2 (g)的ΔH=(①×3+②×2)/2,將①②的代入上式中得所求ΔH=-719.45kJ/mol;利用太陽能或生物質(zhì)能分解水制H 2 ,需要開發(fā)高效光催化劑,使水易在太陽光的作用下分解,同時(shí)將光催化制取的H 2 從反應(yīng)體系中有效分離,并與CO 2 耦合催化轉(zhuǎn)化,但二氧化碳及水資源的來源供應(yīng)不是需要解決的技術(shù)問題,答案選ab;
(2)反應(yīng)物中的原子盡可能的轉(zhuǎn)化為生成物,原子的利用率越高,所以反應(yīng)I的原子利用率高;反應(yīng)II的化學(xué)平衡常數(shù)較大,說明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度較大,而且反應(yīng)II是放熱反應(yīng),所以從反應(yīng)的焓變和平衡常數(shù)K值看,反應(yīng)II制甲醛有利;
(3)①根據(jù)所給方程式可知2NH 4 + ~4O 2 ~2HNO 3 ,1 g銨態(tài)氮元素轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮元素時(shí)需氧的質(zhì)量為2×32/14=4.57g,
②甲醇和NO 3 - 反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種無毒氣體,從元素守恒角度判斷無毒氣體是氮?dú)夂投趸迹硪环N產(chǎn)物是水,離子方程式為6NO 3 - +5CH 3 OH+6H + =3N 2 ↑+5CO 2 ↑+13H 2 O
(4)燃料電池中燃料在電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),結(jié)合圖中信息,甲醇被氧化為二氧化碳和氫離子,所以該電池的負(fù)極反應(yīng)式為CH 3 OH+H 2 O–6e - =CO 2 ↑+6H +
(1)-719.5(2分) ab(2分)
(2)①I(1分) II(1分) ②II(2分)
(3)①4.57(2分)
②6NO 3 - +5CH 3 OH+6H + =3N 2 ↑+5CO 2 ↑+13H 2 O(2分)
(4)CH 3 OH+H 2 O–6e - =CO 2 ↑+6H + (2分)
試題分析:(1)由蓋斯定律得2H 2 O(l)+CO 2 (g) = CH 3 OH(l)+3/2O 2 (g)的ΔH=(①×3+②×2)/2,將①②的代入上式中得所求ΔH=-719.45kJ/mol;利用太陽能或生物質(zhì)能分解水制H 2 ,需要開發(fā)高效光催化劑,使水易在太陽光的作用下分解,同時(shí)將光催化制取的H 2 從反應(yīng)體系中有效分離,并與CO 2 耦合催化轉(zhuǎn)化,但二氧化碳及水資源的來源供應(yīng)不是需要解決的技術(shù)問題,答案選ab;
(2)反應(yīng)物中的原子盡可能的轉(zhuǎn)化為生成物,原子的利用率越高,所以反應(yīng)I的原子利用率高;反應(yīng)II的化學(xué)平衡常數(shù)較大,說明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度較大,而且反應(yīng)II是放熱反應(yīng),所以從反應(yīng)的焓變和平衡常數(shù)K值看,反應(yīng)II制甲醛有利;
(3)①根據(jù)所給方程式可知2NH 4 + ~4O 2 ~2HNO 3 ,1 g銨態(tài)氮元素轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮元素時(shí)需氧的質(zhì)量為2×32/14=4.57g,
②甲醇和NO 3 - 反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種無毒氣體,從元素守恒角度判斷無毒氣體是氮?dú)夂投趸迹硪环N產(chǎn)物是水,離子方程式為6NO 3 - +5CH 3 OH+6H + =3N 2 ↑+5CO 2 ↑+13H 2 O
(4)燃料電池中燃料在電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),結(jié)合圖中信息,甲醇被氧化為二氧化碳和氫離子,所以該電池的負(fù)極反應(yīng)式為CH 3 OH+H 2 O–6e - =CO 2 ↑+6H +
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