甲烷是天然气的主要成分,是生产生活中应用非常广泛的一种化学物质.(1)一定条件下,用甲烷可以消除氮
来源:
时间:2024-08-17 11:18:56
热度:
甲烷是天然气的主要成分,是生产生活中应用非常广泛的一种化学物质.(1)一定条件下,用甲烷可以消除氮【专家解说】:(1)①在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体,
【专家解说】:(1)①在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体,相同条件下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,所以混合气体的摩尔质量为34g/mol,设n(NO)为x,n(NO2)为y,
混合气体摩尔质量=30xg+46yg(x+y)mol=34g/mol,x:y=3:1,
故答案为:3:1;
②16g甲烷的物质的量=16g16g/mol=1mol,
根据盖斯定律知,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的物质的量之比为3:1,根据方程式知,当NO和NO2完全转化为氮气时,分别和NO、NO2反应的甲烷的物质的量之比=34:12=3:2,则有0.6mol甲烷和NO反应、0.4mol的甲烷和NO2反应,0.6mol甲烷和NO反应放出的热量=0.6mol×1160kJ/mol=696kJ,0.4mol甲烷和NO2完全反应放出的热量=1042.8kJ-696kJ=346.8kJ,则0.4mol甲烷和NO2完全反应放出的热量=0.5(△H1+△H2)×0.4mol=0.2mol×(1160kJ/mol+△H2)=346.8kJ,则△H2=346.8kJ0.2mol=-574 kJ/mol,
故答案为:-574 kJ/mol;
③CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-1160kJ/mol①
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574 kJ/mol②
根据盖斯定律,①?②2得:4NO(g)=2NO2(g)+N2(g);△H=-293 kJ/mol;
故答案为:4NO(g)=2NO2(g)+N2(g)△H=-293 kJ/mol;
(2)④B为负极,总反应式为CH4+2O2+=CO2+2H2O,正极反应式为:2O2+8e-=4O2-,两式相减,负极反应为:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,
故答案为:负;CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O;
⑤硫酸铜的物质的量=0.1L×1mol/L=0.1mol,开始阶段发生反应:2Cu2++2H2O 通电 . 2Cu+O2↑+4H+,铜离子完全放电后,发生反应2H2O 通电 . 2H2↑+O2↑,阳极的电极反应式:4OH--4e-=O2↑+2H2O;当两极收集到的气体体积相等时,即氢气与氧气的体积相等,令是氢气为xmol,根据电子转移守恒,则:0.1mol×2+2x=4x,解得x=0.1,根据电子转移守恒,可知消耗的甲烷物质的量=0.1mol×48=0.05mol,故消耗甲烷的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L,原电池中发生反应时化学能不去全部转化为电能,即电池能量转化率达不到100%,所以实际上消耗的甲烷的体积比理论上大;
故答案为:4OH--4e-=O2↑+2H2O;1.12L;电池能量转化率达不到100%.
混合气体摩尔质量=30xg+46yg(x+y)mol=34g/mol,x:y=3:1,
故答案为:3:1;
②16g甲烷的物质的量=16g16g/mol=1mol,
根据盖斯定律知,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的物质的量之比为3:1,根据方程式知,当NO和NO2完全转化为氮气时,分别和NO、NO2反应的甲烷的物质的量之比=34:12=3:2,则有0.6mol甲烷和NO反应、0.4mol的甲烷和NO2反应,0.6mol甲烷和NO反应放出的热量=0.6mol×1160kJ/mol=696kJ,0.4mol甲烷和NO2完全反应放出的热量=1042.8kJ-696kJ=346.8kJ,则0.4mol甲烷和NO2完全反应放出的热量=0.5(△H1+△H2)×0.4mol=0.2mol×(1160kJ/mol+△H2)=346.8kJ,则△H2=346.8kJ0.2mol=-574 kJ/mol,
故答案为:-574 kJ/mol;
③CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-1160kJ/mol①
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574 kJ/mol②
根据盖斯定律,①?②2得:4NO(g)=2NO2(g)+N2(g);△H=-293 kJ/mol;
故答案为:4NO(g)=2NO2(g)+N2(g)△H=-293 kJ/mol;
(2)④B为负极,总反应式为CH4+2O2+=CO2+2H2O,正极反应式为:2O2+8e-=4O2-,两式相减,负极反应为:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,
故答案为:负;CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O;
⑤硫酸铜的物质的量=0.1L×1mol/L=0.1mol,开始阶段发生反应:2Cu2++2H2O 通电 . 2Cu+O2↑+4H+,铜离子完全放电后,发生反应2H2O 通电 . 2H2↑+O2↑,阳极的电极反应式:4OH--4e-=O2↑+2H2O;当两极收集到的气体体积相等时,即氢气与氧气的体积相等,令是氢气为xmol,根据电子转移守恒,则:0.1mol×2+2x=4x,解得x=0.1,根据电子转移守恒,可知消耗的甲烷物质的量=0.1mol×48=0.05mol,故消耗甲烷的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L,原电池中发生反应时化学能不去全部转化为电能,即电池能量转化率达不到100%,所以实际上消耗的甲烷的体积比理论上大;
故答案为:4OH--4e-=O2↑+2H2O;1.12L;电池能量转化率达不到100%.
上一篇:提取玫瑰精油的原理?
-
在高温条件下,用焦炭还原50t含氧化铁80%的赤铁矿石,问可炼得含杂质3%的生铁多少吨?要算式2024-08-17
-
焦炭与水蒸气反应产物中会有二氧化碳或甲烷生成吗?2024-08-17
-
问个化学题目哈,干馏煤可以得到焦炭 苯和氨么?还有用大米酿的酒在一定条件下密封保存的话时间越长越香醇么? 若硝基苯污染水源 可2024-08-17
-
甲烷气体如何转换为电2024-08-17
-
高温条件下二氧化碳与焦炭发生化学反应生成一种新的可燃气体的化学方程式2024-08-17
-
石油气中主要含有碳原子数目较少的烷烃,某石油气充分燃烧后,在相同条件下测得生成的CO 2 的体积是该石2024-08-17
-
将煤干馏所得的焦炭在高温条件下与水蒸气反应得到水煤气,该反应的化学方程式是什么?2024-08-17
-
常用的液化石油气,是在______条件下,用______的方法使它成为液体贮存在钢瓶里的2024-08-17
-
每立方标准纯甲烷发电3.59度电怎么理解?2024-08-17
-
在加压条件下,25m3的石油气(含丙烷、丁烷等气体)可...2024-08-17
-
酒精热值1367KJ/mol 焦炭300 氢气286 甲烷896 汽油5472 哪个是理想燃料?三个优点?2024-08-17
-
请问,在污水处理中,采用厌氧UASB工艺,毎去除一公斤COD,生成多少甲烷2024-08-17
-
日常生活中使用的液化石油气是要常温条件下,用 办法使它变成液体贮存在钢罐里;当空气的温度到2024-08-17
-
已知浓硫酸与焦炭在加热的条件下能发生反应,生成三种氧化物。某校研究性学习小组对此进行以下一系列的探2024-08-17
-
在高温条件下,用焦炭还原氧化铁80%的赤铁矿石,问可炼得含杂质3%的生铁多少吨?2024-08-17