【題目】甲醇是重要的化工原料。在催化劑的作用下,利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)合成甲醇的主要化學(xué)反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO+2H2CH3OH
Ⅱ.CO2+3H2CH3OH+H2O
Ⅲ.CO2+H2CO+H2O
請(qǐng)回答下列問題:
(1)已知三種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱如下表:
物質(zhì) | CO(g) | H2(g) | CH3OH(l) |
燃燒熱(kJ·mol1) | 283.0 | 285.8 | 726.51 |
①書寫25℃、101kPa條件時(shí)CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式______________________。
②計(jì)算25℃、101kPa條件時(shí)反應(yīng)Ⅰ的ΔH=_____kJ·mol1 。
(2)甲醇燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell)屬于質(zhì)子交換膜燃料電池,其工作原理如圖所示:
①c處產(chǎn)生的氣體是________。
②負(fù)極的電極反應(yīng)式是____________。
(3)下圖是甲醇燃料電池工作示意圖,其中A,B,D均為石墨電極,C為銅電極。工作一段時(shí)間后,斷開K,此時(shí)A,B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。
①乙中B極的電極反應(yīng)式_______。
②乙中A極析出的氣體在標(biāo)況下的體積________。
③丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關(guān)系如圖,則②線表示的是____的變化,反應(yīng)結(jié)束后,要使丙裝置中金屬陽離子恰好完全沉淀,需要____mL 5mol/LNaOH溶液。
【答案】CO (g)+O2(g)= CO2(g) △H= -283.0 kJmol-1 -128.09 CO2 CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+ Cu2+ +2e-=Cu 2H++2e-=H2↑ 2.24L Fe2+ 280ml
【解析】
判斷燃料電池的電極產(chǎn)物及書寫電極反應(yīng)式時(shí),解題的切入點(diǎn)是H+的遷移方向,由H+的遷移方向,結(jié)合電極反應(yīng)式,可確定電池的正、負(fù)極,也就確定了左、右電極發(fā)生的反應(yīng)。
(1)① CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式CO (g)+O2(g)= CO2(g) △H= -283.0 kJmol-1;
② CO (g)+O2(g)= CO2(g) △H= -283.0 kJmol-1 a
H2(g)+O2(g)= H2O(g) △H= -285.8 kJmol-1 b
CH3OH(l)+O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) △H= -726.51 kJmol-1 c
將a+2b-c得 CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) △H= -128.09 kJmol-1;
(2)甲醇燃料電池的正極反應(yīng)式為:O2+4e-+4H+=2H2O,負(fù)極反應(yīng)式為:CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+;由H+的遷移方向,我們可推知左側(cè)電極為正極,右側(cè)電極為負(fù)極;
①c處產(chǎn)生的氣體是CO2;
②負(fù)極的電極反應(yīng)式是CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+;
(3)在甲池中,通甲醇的電極為負(fù)極,通O2的電極為正極,則A、C為陽極,B、D為陰極;
①乙中B極,首先是溶液中的Cu2+得電子生成Cu,然后是H+得電子生成H2,電極反應(yīng)式為Cu2+ +2e-=Cu、2H++2e-=H2↑;
②乙中B極發(fā)生的反應(yīng)為:Cu2+ + 2e- = Cu、2H+ + 2e- = H2↑
0.1mol 0.2mol 0.2mol 0.2mol
A極發(fā)生的反應(yīng)為2H2O+4e-=4H++O2↑,
0.4mol 0.1mol
按兩電極得失電子的數(shù)目相等進(jìn)行計(jì)算,線路中轉(zhuǎn)移的電子應(yīng)為0.4mol,生成氣體0.1mol,析出的氣體在標(biāo)況下的體積2.24L;
③丙裝置溶液中,發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3++2e-=2Fe2+ Cu-2e-=Cu2+
對(duì)照?qǐng)D中線段的變化,可確定①為Fe3+、②為Fe2+、③為Cu2+,則②線表示的是Fe2+的變化;反應(yīng)結(jié)束后,要使丙裝置中金屬陽離子Fe2+(0.5mol)、Cu2+(0.2mol)恰好完全沉淀,則需NaOH的物質(zhì)的量為:0.5mol×2+0.2mol×2=1.4mol,V(NaOH)=。
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】甲醇可作為燃料電池的原料。CO2和CO可作為工業(yè)合成甲醇(CH3OH)的直接碳源,
(1)已知在常溫常壓下:
①CH3OH(l)+ O2(g)=CO(g) + 2H2O(g); ΔH=﹣355.0 kJ∕mol
②2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ/mol
寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式:___________________________
(2)利用CO和H2在一定條件下可合成甲醇,發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),其兩種反應(yīng)過程中能量的變化曲線如下圖a、b所示,下列說法正確的是__________
A.上述反應(yīng)的ΔH=-91kJ·mol-1
B.a反應(yīng)正反應(yīng)的活化能為510kJ·mol-1
C.b過程中第Ⅰ階段為吸熱反應(yīng),第Ⅱ階段為放熱反應(yīng)
D.b過程使用催化劑后降低了反應(yīng)的活化能和ΔH
E.b過程的反應(yīng)速率:第Ⅱ階段>第Ⅰ階段
(3)下列是科研小組設(shè)計(jì)的一個(gè)甲醇燃料電池,兩邊的陰影部分為a,b惰性電極,分別用導(dǎo)線與燒杯的m,n相連接,工作原理示意圖如圖:
①b極電極反應(yīng)式為____________。
②在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,若通入112mL的O2,(假設(shè)燒杯中的溶液的體積為200mL,體積不變)最后反應(yīng)終止時(shí)燒杯中溶液的pH為______。
(4)可利用CO2根據(jù)電化學(xué)原理制備塑料,既減少工業(yè)生產(chǎn)對(duì)乙烯的依賴,又達(dá)到減少CO2排放的目的。以納米二氧化鈦膜為工作電極,稀硫酸為電解質(zhì)溶液,在一定條件下通入CO2進(jìn)行電解,在陰極可制得低密度聚乙烯(簡稱LDPE)。
①電解時(shí),陰極的電極反應(yīng)式是________。
②工業(yè)上生產(chǎn)1.4×102kg的LDPE,理論上需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下________L的CO2。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖,在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y,外電路中電子流向如圖所示,關(guān)于該裝置的下列說法正確的是
.
A. 外電路的電流方向?yàn)椋?/span>X→導(dǎo)線→Y
B. 若兩電極分別為Fe和碳棒,則X為碳棒,Y為Fe
C. X極上發(fā)生的是還原反應(yīng),Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)
D. 若兩電極都是金屬,則它們的活動(dòng)性順序?yàn)?/span>X>Y
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖,下列有關(guān)該電池的說法正確的是( )
A. 反應(yīng)CH4+3H2O3H2+CO消耗1mol CH4轉(zhuǎn)移4mol電子
B. 電極A上H2參與的電極反應(yīng)為:H2+2OH--2e-=2H2O
C. 電池工作時(shí),CO32-向電極B移動(dòng)
D. 電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+2CO2+4e-=2CO32-
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鈦(22Ti)由于其特殊的性能被譽(yù)為“未來世紀(jì)的金屬”。鈦鐵礦主要成分為FeTiO3(含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)),Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料,可利用鈦鐵礦來制備,工藝流程如下:
(1)Ti位于元素周期表中的位置為________。鈦鐵礦在預(yù)處理時(shí)需要進(jìn)行粉碎,其原因是_______。
(2)過程①中,鐵的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知,當(dāng)鐵的浸出率為80%時(shí),所采用的實(shí)驗(yàn)條件是_________。
(3)過程②中固體TiO2與雙氧水、氨水反應(yīng)轉(zhuǎn)化成(NH4)2Ti5O15溶液時(shí),Ti元素的浸出率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖所示,反應(yīng)溫度過高時(shí),Ti元素浸出率下降的原因是___________。
(4)寫出由濾液D生成FePO4的離子方程式____________________________________。
(5)由流程圖可知FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式是_________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)要求回答下列問題:
(1)寫出下列物質(zhì)在水溶液中的電離方程式:
①Ba(OH)2:__________; ②NaHSO4__________
③寫出①②水溶液混合后恰好沉淀完全的離子方程式______________
(2)相同物質(zhì)的量的O2和O3的質(zhì)量比__________,分子個(gè)數(shù)比為 __________,所含氧原子的個(gè)數(shù)比為__________
(3)下列各組物質(zhì)的分離或提純,應(yīng)選用下述方法的哪一種?(填選項(xiàng)字母)
A 分液 B 過濾 C 萃取 D 蒸餾 E 蒸發(fā)結(jié)晶 F 高溫分解
①分離CCl4和H2O__________;
②除去澄清石灰水中懸浮的CaCO3:__________;
③除去CaO固體中少量的CaCO3固體__________;
④從碘水中提取碘__________;
⑤分離CCl4(沸點(diǎn)為76.75℃)和甲苯(沸點(diǎn)為110.6℃)的液體混合物:__________.
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)現(xiàn)有下列各組物質(zhì):
①O2和O3 ②CH2=CH﹣CH3和CH2=CH﹣CH=CH2 ③和
④ 和 ⑤CH3CH2CH3和CH3C(CH3)3
⑥和質(zhì)量數(shù)為238中子數(shù)為146的原子 ⑦CH3COOH與HCOOCH3
按要求用序號(hào)填空
屬于同系物的是________ 屬于同分異構(gòu)體的是_____屬于同種物質(zhì)的是________
(2)下列反應(yīng)中,屬于吸熱反應(yīng)的是__________.
①物質(zhì)燃燒 ②炸藥爆炸 ③酸堿中和反應(yīng) ④二氧化碳通過熾熱的碳
⑤食物因氧化而腐敗 ⑥Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng) ⑦鐵粉與稀鹽酸反應(yīng).
(3)現(xiàn)有:①干冰 ②金剛石 ③NH4Cl ④Na2S四種物質(zhì),按下列要求回答(填序號(hào)):熔化時(shí)不需要破壞化學(xué)鍵的是____________;既存在離子鍵又存在共價(jià)鍵的是____________。
(4)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483 kJ·mol -1N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+68kJ·mol -1則H2還原NO2生成水蒸氣的熱化學(xué)方程式為________________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】I.如圖是一套制取并驗(yàn)證氯氣部分化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)裝置(裝置A制取氯氣)。
回答下列問題:
(1)當(dāng)Cl2持續(xù)通過時(shí),裝置D中干燥的有色布條能否褪色?為什么?__,__。
(2)若要證明干燥的Cl2無漂白性,可在裝置D前添加一個(gè)裝有__的洗氣瓶。
(3)裝置E的作用是___,該反應(yīng)的離子方程式為__。
II.欲用98%的濃硫酸(密度為1.84g·cm-3)配制成濃度為0.5mol·L-1的稀硫酸500mL。
(4)所需濃硫酸的體積為___mL。
(5)選用的主要儀器有:燒杯、量筒、膠頭滴管、玻璃棒和___。
(6)操作正確的順序?yàn)?/span>___(填序號(hào))。
A.用量筒量取濃硫酸 B.反復(fù)顛倒搖勻 C.用膠頭滴管加水至刻度 D.將配制好的溶液轉(zhuǎn)入試劑瓶中貼上標(biāo)簽 E.稀釋濃硫酸 F.將溶液轉(zhuǎn)入容量瓶
(7)在實(shí)驗(yàn)中其他操作均正確,若定容時(shí)仰視刻度線,則所得溶液濃度___0.5mol·L-1(填“大于”“小于”或“等于”)。
(8)該同學(xué)在定容后,加蓋倒轉(zhuǎn)搖勻后,發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,又滴加蒸餾水至刻度。對(duì)所配溶液濃度的影響__(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com