據(jù)報(bào)道,一定條件下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實(shí).
已知:①CH3CH2OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol
(1)寫(xiě)出由CO2和H2反應(yīng)合成CH3CH2OH(l)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式
 

(2)堿性乙醇燃料電池易儲(chǔ)存,易推廣,對(duì)環(huán)境污染小,具有非常廣闊的發(fā)展前景.該燃料電池中,使用鉑作電極,KOH溶液做電解質(zhì)溶液.通入乙醇燃?xì)獾囊粯O為
 
極,該極上的電極反應(yīng)式為
 

(3)用乙醇燃料電池電解400mL 飽和食鹽水裝置可簡(jiǎn)單表示如圖:該裝置中發(fā)生電解反應(yīng)的方程式為
 
;在鐵棒附近觀察到的現(xiàn)象是
 
;當(dāng)陰極產(chǎn)生448mL氣體(體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得)時(shí),停止電解,將電解后的溶液混合均勻,溶液的pH為
 
.(不考慮氣體的溶解及溶液體積的變化)
考點(diǎn):化學(xué)電源新型電池,熱化學(xué)方程式
專(zhuān)題:化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
分析:(1)根據(jù)蓋斯定律并結(jié)合熱化學(xué)方程式①、②寫(xiě)出由CO2 和H2反應(yīng)合成CH3CH2OH(l)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式;
(2)原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),乙醇燃料電池中,乙醇被氧化,所以負(fù)極為乙醇在堿性溶液中失去電子生成碳酸根離子;
(3)根據(jù)兩個(gè)電極與電源的連接方式判斷電解池的陰陽(yáng)極,寫(xiě)出電解飽和食鹽水的方程式;然后根據(jù)電解飽和食鹽水中兩極的反應(yīng)判斷反應(yīng)現(xiàn)象,計(jì)算出生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量,最后計(jì)算出溶液的pH.
解答: 解:(1)①CH3CH2OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ/mol,
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol,
根據(jù)蓋斯定律,②×3-①可得:2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(l)+3H2O(l)△H=(-571.6kJ/mol)×3-(-1366.8kJ/mol)=-348kJ/mol,
故答案為:2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(l)+3H2O(l)△H=-348kJ/mol;
(2)在乙醇燃料電池中,負(fù)極上是燃料乙醇發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),在堿性環(huán)境下的電極反應(yīng)為:C2H6O+16OH--12e-=2CO32-+11H2O,
故答案為:負(fù),C2H6O+16OH--12e-=2CO32-+11H2O;
(3)根據(jù)圖示可知,左側(cè)的電極連接電源的負(fù)極,為電解池的陰極,所以左側(cè)發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣;右側(cè)連接原電池的直接,所以電解池的右側(cè)為陽(yáng)極,陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,電極飽和食鹽水的方程式為:2NaCl+2H2O
 通電 
.
 
Cl2↑+H2↑+2NaOH;
鐵棒上水電離的氫離子放電,使水的電離平衡向右移動(dòng),氫氧根離子濃度增大,所以帶有酚酞的溶液變紅;
陰極生成標(biāo)況下的448mL氣體,該氣體為氫氣,標(biāo)況下448mL氫氣的物質(zhì)的量為0.02mol,根據(jù)反應(yīng)方程式2NaCl+2H2O
 通電 
.
 
Cl2↑+H2↑+2NaOH可知,生成0.02mol氫氣會(huì)生成0.04mol氫氧化鈉,則該溶液中氫氧根離子濃度為:c(OH-)=c(NaOH)=
0.04mol
0.4L
=0.1mol/L,溶液中氫離子濃度為:1×10-13mol/L,溶液的pH=13,
故答案為:2NaCl+2H2O
 通電 
.
 
Cl2↑+H2↑+2NaOH;溶液變紅;13.
點(diǎn)評(píng):本題考查了熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、原電池工作原理及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),題目難度中等,注意掌握熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)原則,能夠根據(jù)蓋斯定律及已知熱化學(xué)方程式寫(xiě)出新的熱化學(xué)方程式;明確原電池、電解池工作原理,能夠正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

在下列變化中,需要加入合適的還原劑才能實(shí)現(xiàn)的是( 。
A、H2→HCl
B、CO→CO2
C、CuO→Cu
D、SO2→SO3

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應(yīng)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H(圖1中表示生成1mol物質(zhì)時(shí)的能量)

(1)根據(jù)圖1請(qǐng)寫(xiě)出合成甲醇的熱化學(xué)方程式
 
(熱量用E1、E2或E3表示).
(2)該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2.t1時(shí)改變了某種條件,改變的條件可能是升高了溫度、
 
、
 
(填寫(xiě)2項(xiàng)).
(3)判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填字母序號(hào),下同)
 

A.2v(H2)(逆)=v(CO)(正)
B.混合氣體的密度不變
C.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化
E.容器內(nèi)CO、H2、CH3OH的濃度之比為1:2:1
(4)在一定溫度下,若將4a mol H2和2a mol CO放入2L的密閉容器中,充分反應(yīng)后測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
 
.若此時(shí)再向該容器中投入a mol CO、2a mol H2和a mol CH3OH,判斷平衡移動(dòng)的方向是
 
(“正向移動(dòng)”“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)與原平衡相比,CO的物質(zhì)的量濃度
 
(填增大、不變或減。
(5)某甲烷燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),CH4為燃料,空氣為氧化劑,稀土金屬材料做電極.為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定,電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)(見(jiàn)圖3).A物質(zhì)的化學(xué)式是
 
;該原電池的負(fù)極反應(yīng)式可表示為
 

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

Ⅰ.在水溶液中橙紅色的Cr2O72-與黃色的CrO42-有下列平衡關(guān)系:Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+,把重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶于水配成稀溶液是橙色.
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈
 
色,因?yàn)?div id="7732n1m" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

(2)上述反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K=
 

Ⅱ.將CoCl2溶解于鹽酸中可以形成CoCl42-,在溶液中存在下面的化學(xué)平衡:Co(H2O)62+[粉紅色]+4Cl-?6H2O+CoCl42-[藍(lán)色]△H>0.取一支試管,向其中加入少量氯化鈷晶體,再逐滴加入濃鹽酸至晶體完全溶解,然后滴加水至溶液呈紫色為止.將所得溶液分裝于二支試管中,
(1)其一將所得溶液置于熱水中,觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是
 
,因?yàn)?div id="xyonwou" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

(2)其二將所得溶液加水稀釋[稀釋過(guò)程的變化相當(dāng)于化學(xué)平衡移動(dòng)原理中改變壓強(qiáng)的變化],稀釋一倍后,重新達(dá)到平衡時(shí),
c(Co(H2O
)
2+
6
)
c(CoC
l
2-
4
)
 
(填“增大”、“減小”或“不變”).
(3)該反應(yīng)的升高溫度,K值將
 
(填“增大”、“減小”或“不變”).

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

石油是工業(yè)的血液,被譽(yù)為“黑色的金子”,是重要的能源資源和化工原料.
(1)下列石油加工方式屬于物理變化的是
 

A、石油的常壓分餾   B、石油的減壓分餾   C、石油的催化裂化
D、石油的裂解       E、石油的催化重整
(2)石油的催化裂化的目的是
 

A、獲得汽油、煤油、輕柴油等輕質(zhì)油    B、獲得重柴油和各級(jí)潤(rùn)滑油
C、提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量            D、獲得短鏈不飽和烴
(3)石油的常壓分餾的裝置圖如圖:
A儀器的名稱(chēng)是
 

B儀器的名稱(chēng)是
 

A中加碎瓷片的目的是
 

進(jìn)出水的方式是
 
(用ab回答)分餾的原理是
 

(4)反應(yīng)C4H10 
催化劑
C2H6+C2H4的類(lèi)型是
 

A、分解反應(yīng)    B、消去反應(yīng)    C、裂化反應(yīng)   D、還原反應(yīng)
(5)工業(yè)上獲得乙烯的方法是通過(guò)石油的裂解,實(shí)驗(yàn)室獲得乙烯的化學(xué)方程式為
 

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下列各敘述中說(shuō)明硫酸具有什么性質(zhì),請(qǐng)?zhí)羁眨?br />(1)敞口放置于空氣中的濃硫酸會(huì)增重
 

(2)用鐵、鋁金屬容器可以運(yùn)輸冷的濃硫酸
 

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

2012年“探險(xiǎn)隊(duì)員”--鹽酸,不小心走進(jìn)了化學(xué)迷宮,不知怎樣走出來(lái),因?yàn)槊詫m有許多“吃人的野獸”(即能與鹽酸反應(yīng)的物質(zhì)),鹽酸必須避開(kāi)它們,否則就無(wú)法通過(guò).

(1)請(qǐng)你幫助它走出迷宮(填序號(hào))
 
 
→(10)→
 
 
 
_.
(2)在能“吃掉”鹽酸的化學(xué)反應(yīng)中,屬于酸堿中和反應(yīng)的有
 
個(gè),屬于氧化還原反應(yīng)的有
 
個(gè),其中能“吃掉”鹽酸的鹽是
 
.(填化學(xué)式)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)一種新型氫分子H3,在相同條件下,等質(zhì)量的H3和H2相同的是( 。
A、密度B、分子數(shù)
C、電子數(shù)D、體積

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值,則下列說(shuō)法中不正確的是( 。
①2.24L氖氣含有NA個(gè)電子,②18g D2O中所含的中子數(shù)為10NA,③標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L SO3含有的分子數(shù)為0.5NA,④過(guò)氧化鈉與水反應(yīng),若電子轉(zhuǎn)移2NA,則產(chǎn)生的氧氣為32g,⑤在1L 0.1mol/L的碳酸鈉溶液中,氧原子總數(shù)為0.3NA
A、①②③⑤B、①④⑤
C、①②③D、②③⑤

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案