13.固定和利用CO2,能有效地利用資源,并減少空氣中的溫室氣體.

(1)工業(yè)上正在研究利用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法.
已知:H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H1=-242kJ/mol
CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H2=-676kJ/mol
①寫出CO2和H2反應(yīng)生成氣態(tài)甲醇等產(chǎn)物的熱化學(xué)方程式:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-50 kJ/mol.
②圖1表示合成甲醇的反應(yīng)的能量變化示意圖,其中正確的是a(填字母序號(hào)).
(2)微生物燃料電池是一種利用微生物將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置.已知某種甲醇微生物燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,示意圖如圖2.
①該電池外電路電子的流動(dòng)方向?yàn)閺腁到B(填寫“從A到B”或“從B到A”).
②工作結(jié)束后,B電極室溶液的酸性與工作前相比將不變(填寫“增大”、“減小”或“不變”,溶液體積變化忽略不計(jì)).
③A電極附近甲醇發(fā)生的電極反應(yīng)式為CH3OH+H2O-6e-=6H++CO2↑.

分析 (1)①Ⅰ. H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H1=-242kJ/mol
Ⅱ. CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H2=-676kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,Ⅰ×3-Ⅱ可得:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g),反應(yīng)焓變也進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算;
②根據(jù)①中分析可知,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,由于氣態(tài)物質(zhì)的能量高于液態(tài)物質(zhì),故生成液態(tài)產(chǎn)物放出的熱量更多;
(2)①甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),A為負(fù)極,氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),B為正極,電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極;
②B電極反應(yīng)是氧氣得到電子生成氫氧根離子在酸性溶液中生成水,氫離子通過交換膜移向正極,氫離子物質(zhì)的量不變,溶液體積變化忽略不計(jì),溶液中氫離子濃度不變;
③A電極是原電池負(fù)極,甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng),在酸溶液中生成二氧化碳,由電荷守恒可知有H+生成.

解答 解:(1)①Ⅰ. H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H1=-242kJ/mol
Ⅱ. CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H2=-676kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,Ⅰ×3-Ⅱ可得:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-50 kJ/mol,
故答案為:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-50 kJ/mol;
②根據(jù)①中分析可知,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,由于氣態(tài)物質(zhì)的能量高于液態(tài)物質(zhì),故生成液態(tài)產(chǎn)物放出的熱量更多,圖象中a符合,
故答案為:a;
(2)①甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),A為負(fù)極,氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),B為正極,電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極.即電子由A極經(jīng)外電路流向B極,
故答案為:從A到B;
②B電極反應(yīng)是氧氣得到電子生成氫氧根離子在酸性溶液中生成水,氫離子通過交換膜移向正極,氫離子物質(zhì)的量不變,溶液體積變化忽略不計(jì),溶液中氫離子濃度不變,故溶液pH不變,
故答案為:不變;
③A電極是原電池負(fù)極,甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng),在酸溶液中生成二氧化碳,由電荷守恒可知有H+生成,電極反應(yīng)式為:CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2↑,
故答案為:CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2↑.

點(diǎn)評(píng) 本題考查熱化學(xué)方程式的書寫、原電池等,側(cè)重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用,難度中等.

練習(xí)冊系列答案
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3.下列實(shí)驗(yàn)可行的是( 。
A.用酸性高錳酸鉀溶液除去乙烷中的乙烯
B.用苯與濃溴水在FeBr3催化作用下制溴苯
C.用食醋浸泡有水垢的水壺清除其中的水垢
D.用乙醇從碘水中萃取碘

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4.下列關(guān)于說法中正確的是(  )
A.CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ•mol-1,則2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)反應(yīng)的△H=+566.0 kJ
B.H2SO4和NaOH反應(yīng)的中和熱△H=-57.3 kJ•mol-1,則1molH2SO4和1molBa(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-114.6kJ•mol-1
C.石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是吸熱反應(yīng),可知金剛石的燃燒熱更大
D.在恒溫時(shí),壓縮容器的體積,則2SO2+O2?2SO3平衡正向移動(dòng),該反應(yīng)的△H減小

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1.下列鑒別方法可行的是( 。
A.用NH3•H2O溶液鑒別Al3+、Mg2+和Ag+
B.用水鑒別乙醇、甲苯和溴苯
C.用Ba(NO32溶液鑒別Cl-、SO42-和CO32-
D.用澄清石灰水鑒別CO、CO2、SO2

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8.根據(jù)原子結(jié)構(gòu)及元素周期律的知識(shí),下列推斷正確的是( 。
A.同主族元素含氧酸的酸性隨核電荷數(shù)的增加而減弱
B.元素周期表第ⅠA族元素都是金屬元素
C.Cl-、S2-、Ca2+、K+半徑逐漸減小
D.${\;}_{17}^{35}$Cl與${\;}_{17}^{37}$Cl得電子能力相同

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18.下列各組離子一定能大量共存的是( 。
A.NH4+、H+、HCO3-、Cl-B.Fe3+、K+、CO32-、NO3-
C.K+、Al3+、Cl-、OH-D.K+、Ba2+、NO3-、OH-

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5.
選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/td>
A向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液制備Fe(OH)3膠體
B將CO2通入水玻璃溶液中證明C元素的非金屬性大于Si
C向苯和苯酚的混合溶液中加入足量的濃溴水,充分反應(yīng)后過濾除去苯中混有的苯酚
D淀粉與稀H2SO4共熱,再加入銀氨溶液水浴加熱驗(yàn)證淀粉水解產(chǎn)物有無還原性
( 。
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.寫出下列微粒的形成過程
NaOH     
HClO

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3.某溫度下,在固定容積容器中,可逆反應(yīng)A(g)+3B(g)?2C(g)達(dá)到平衡,此時(shí)測得n(A):n(B):n(C)=2:2:1.若保持溫度不變,以n(A):n(B):n(C)=2:2:1的比例向該容器中再充入A、B和C,則( 。
A.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B.平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
C.平衡不發(fā)生移動(dòng)D.相對(duì)原平衡n(A)、n(B)減少,n(C)增大

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