下圖是一個(gè)乙醇燃料電池工作時(shí)的示意圖,乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極,一個(gè)是鐵電極,工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少,請(qǐng)回答下列問題:

(1)M電極的材料是        ,電極名稱是         ,加入乙醇的鉑電極的電極反應(yīng)
式為                             。寫出乙池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式:                  。
(2)在此過程中,乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時(shí),甲池中理論上消耗氧氣為    L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下);若此時(shí)乙池溶液的體積為400mL,則乙池中溶液的pH為      。
(3)若在常溫常壓下,1g C2H5OH燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時(shí)放出29.71kJ熱量。表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為                                          。
(4)甲烷也是一種很好的清潔能源。蘊(yùn)藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol。356g“可燃冰”(若分子式為CH4·9H2O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水.放出的熱量為               kJ。

(1)鐵 陰極  C2H5OH-12e+16OH=2CO32—+11H2O  4Ag++2H2O4Ag+4H++O2↑.
(2)0.224  1 (3)C2H5OH(l)+3O2(g)   2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.7kJ/mol  (4)1780.6

解析試題分析:(1)由圖可看出:甲是燃料電池。屬于原電池。乙則是電解池。對(duì)于甲池來說:通入乙醇的電極式負(fù)極,通入氧氣的電極是正極。對(duì)于乙池來說:M是陰極,N是陽極。乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極,一個(gè)是鐵電極,工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少,說明鐵電極是陰極(M極)石墨電極是陽極(N極)。因?yàn)槿绻F電極作陽極,就會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)導(dǎo)致質(zhì)量減少。加入乙醇的鉑電極的電極反應(yīng):C2H5OH-12e+16OH=2CO32—+11H2O。乙池就是電解硝酸銀溶液。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式:4Ag++2H2O4Ag+4H++O2↑.(2)在整個(gè)閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等。n(Ag)=m/M=4.32g÷108g/mol=0.04mol.n(e-)=0.04mol.所以n(O2)=0.04mol÷4=0.01mol.y因?yàn)閚=V/VM,所以V=n·VM=0.01mol×22.4mol/L=0.224L.因?yàn)閚(Ag)=n(H+)=0.04mol.V(aq)=0.4L所以C(H+)=n/V(aq)=0.04mol÷0.4L=0.1mol/L.故PH=1(3)乙醇的相對(duì)分子質(zhì)量是46,若在常溫常壓下,1g C2H5OH燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時(shí)放出29.71kJ熱量。46g乙醇1mol燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時(shí)放出熱量46×29.71kJ=1366.7kJ.表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:C2H5OH(l)+3O2(g)   2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.7kJ/mol (4)可燃冰相對(duì)分子質(zhì)量為178,n(可燃冰)=356g÷108g/mol=2mol..完全燃燒生成液態(tài)水.放出的熱量為2mol×890.3 kJ/mol=1780.6KJ
考查原電池、電解池及熱化學(xué)方程式的書寫等知識(shí)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料。
(1)氫氣燃燒熱值高。實(shí)驗(yàn)測(cè)得,在常溫常壓下,1 g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出142.9 kJ熱量。則H2燃燒熱的化學(xué)方程式為                    。
(2)氫氣是合成氨的重要原料,合成氨反應(yīng)的熱化方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ/mol
①當(dāng)合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量),反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。圖中t1時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是        其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時(shí)間是           

②溫度為T ℃時(shí),將2 a mol H2和a mol N2放入0.5 L密閉容器中,充分反應(yīng)后測(cè)得N2的轉(zhuǎn)化率為50%。則反應(yīng)的平衡常數(shù)為                       

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

以丙烷為燃料制作新型燃料電池,電池的正極通入O2和CO2,負(fù)極通入丙烷,電解質(zhì)是熔融碳酸鹽,電池總反應(yīng)方程式為:C3H8 +5O2 = 3CO2+ 4H2O。
(1)已知: 2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l)    ?H1              
C(s) + O2(g) = CO2 (g)                  ?H2        
2C(s) + O2(g) = 2CO(g)                 ?H3            
則C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) ?H=                 (用?H1、?H2、?H3表示)
(2)寫出該電池正極的電極反應(yīng)式:                               ,電池工作時(shí)CO32移向      ;用該電池電解1000 mL 1mol/L的AgNO3溶液,此電解池的反應(yīng)方程式為                        ;當(dāng)電池消耗0.005 mol C3H8時(shí),被電解溶液的pH為         (溶液體積變化忽略不計(jì))。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

已知:①溶液中CrO42—顯黃色,Cr2O72-顯橙紅色
②PbCrO4難溶于水,也難溶于強(qiáng)酸
③H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l); ΔH=" —a" KJ/mol
3Cl2(g)+2Cr3+(aq)+16OH-(aq)=2CrO42-(aq)+6Cl-(aq)+8H2O(l);ΔH="—b" KJ/mol
2CrO42-(aq)+2H+(aq)Cr2O72-(aq)+H2O(l);ΔH="—c" KJ/mol
平衡常數(shù)K=9.5×104   (上述a、b、c均大于0)
對(duì)上述反應(yīng)⑤,取50mL溶液進(jìn)行試驗(yàn),部分測(cè)定數(shù)據(jù)如下:

時(shí)間(s)
0
0.01
0.02
0.03
0.04
n (CrO42—)(mol)
0.01
8.0×10-4
5.4×10-4
5.0×10-4
 
n (Cr2O72—)(mol)
0
 
4.73×10-3
 
4.75×10-3
 
試回答下列問題:
(1)0.02s到0.03s之間用Cr2O72-表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為               
下列說法正確的(  )
A、0.03s時(shí)V正(CrO42—)=2V逆(Cr2O72—
B、溶液pH值不變說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)
C、溶液中c(CrO42—):c(Cr2O72—)=2:1時(shí)該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)
D、反應(yīng)放熱2.5×10-3c KJ時(shí)CrO42—的轉(zhuǎn)化率為50%
E、升溫該反應(yīng)平衡常數(shù)變大
F、0.04s時(shí)加入足量的Pb(NO3)2 可使溶液由橙色變?yōu)辄S色
(3)0.03s時(shí)溶液的pH=         
(4)已知酸性條件下Cr2O72—將Cl-氧化為Cl2,本身被還原為Cr3+為放熱反應(yīng),試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:                            

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

完成下列熱化學(xué)方程式(化學(xué)方程式、電極反應(yīng)式、表達(dá)式等)的書寫:
(1)已知:2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s);△H=-169kJ·mol-1,
C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=-110.5kJ·mol-1
Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s);△H=-157kJ·mol-1
用炭粉在高溫條件下還原CuO生成Cu2O的熱化學(xué)方程式是:                
(2)在一定條件下,二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式:             
(3)以甲烷、空氣為反應(yīng)物,KOH溶液作電解質(zhì)溶液構(gòu)成燃料電池,則負(fù)極反應(yīng)式為:           。
(4)鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的電池反應(yīng)方程式為                     。
(5)“鎂—次氯酸鹽”燃料電池,其裝置示意圖如圖,該電池反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為_______________。

(6)工業(yè)上電解熔融氯化鈉的方程式為                                        。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(1)在298K時(shí),1molC2H6在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量1558.3 kJ。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                                 
(2)利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池:用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液,多孔石墨做電極,在電極上分別
通入乙烷和氧氣。通入乙烷氣體的電極應(yīng)為     極(填寫“正”“負(fù)”)該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)
式是                                    
(3)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中,石墨棒上的電極反應(yīng)式為                     ;如果起始時(shí)盛有1000mLpH=5的硫酸銅溶液(25℃,CuSO4足量),一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?,此時(shí)若要使溶液恢復(fù)到起始濃度(溫度不變,忽略溶液體積的變化),可向溶液中加入         __________(填物質(zhì)名稱)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

Ⅰ:工業(yè)上用CO2和H2在一定條件發(fā)生如下反應(yīng)合成甲醇并放出大量的熱:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1   回答下列問題。
(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   ΔH2
則反應(yīng)2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  ΔH=           (用含ΔH1、ΔH2表示)
(2)若反應(yīng)溫度升高,CO2的轉(zhuǎn)化率       (填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)寫出在酸性環(huán)境中,甲醇燃料電池中的正極反應(yīng)方程式                             
Ⅱ:生產(chǎn)甲醇的原料H2可用如下方法制得:CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g),一定溫度下,將2 mol CH4和4 mol H2O通入容積為10L的密閉反應(yīng)室中,反應(yīng)中CO的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖所示,請(qǐng)回答下列問題:

(4)反應(yīng)進(jìn)行到4分鐘到達(dá)平衡。請(qǐng)計(jì)算從反應(yīng)開始到剛剛平衡,平均反應(yīng)速率v(H2)為               ;并求此反應(yīng)在此溫度下的平衡常數(shù)(在答題卡對(duì)應(yīng)的方框內(nèi)寫出計(jì)算過程)。
(5)在第5分鐘時(shí)將容器的體積瞬間縮小一半后,若在第8分鐘時(shí)達(dá)到新的平衡(此時(shí)CO的濃度約為0.25 mol·L—1 ),請(qǐng)?jiān)趫D中畫出第5分鐘后H2濃度的變化曲線。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

Ⅰ.恒溫,容積為1  L恒容條件下,硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化,其反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖1所示(已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)    ΔH=-196.6  kJ·mol-1),請(qǐng)回答下列問題:

(1)寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式:______________________。
(2)ΔH2=__________kJ·mol-1
Ⅱ.工業(yè)上常利用醋酸和乙醇合成有機(jī)溶劑乙酸乙酯:
CH3COOH(l)+C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(l)    ΔH=-8.62  kJ·mol-1
已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸點(diǎn)依次為118 ℃、78 ℃和77 ℃。在其他條件相同時(shí),某研究小組進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。

(1)該研究小組的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀__________________________________。
(2)60 ℃下反應(yīng)40  min與70 ℃下反應(yīng)20  min相比,前者的平均反應(yīng)速率________后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)如圖所示,反應(yīng)時(shí)間為40  min、溫度超過80 ℃時(shí),乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是_________________________________(寫出兩條)。
Ⅲ.煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題。
已知:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表:

溫度/℃
400
500
800
平衡常數(shù)K
9.94
9
1
 
試回答下列問題:
(1)在800 ℃發(fā)生上述反應(yīng),以表中的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器,其中向正反應(yīng)方向移動(dòng)的有________(選填“A、B、C、D、E”)。
 
n(CO)
n(H2O)
n(H2)
n(CO2)
A
1
5
2
3
B
2
2
1
1
C
3
3
0
0
D
0.5
2
1
1
E
3
1
2
1
(2)已知在一定溫度下,C(s)+CO2(g) 2CO(g)平衡常數(shù)為K;
①C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)       平衡常數(shù)為K1;
②CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) 平衡常數(shù)為K2;
則K、K1、K2之間的關(guān)系是______________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

硝酸工業(yè)的基礎(chǔ)是氨的催化氧化,在催化劑作用下發(fā)生如下反應(yīng):
① 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)    △H =" —905" kJ/mol    ①主反應(yīng)
② 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)     △H =" —1268" kJ/mol   ②副反應(yīng)
有關(guān)物質(zhì)產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如甲圖。

(1)由反應(yīng)①②可知反應(yīng)⑤N2(g) + O2(g)2NO(g)的反應(yīng)熱ΔH=     
(2)由圖甲可知工業(yè)上氨催化氧化生成 NO時(shí),反應(yīng)溫度最好控制在     
(3)用Fe3O4制備Fe(NO33溶液時(shí),需加過量的稀硝酸,原因一:將Fe4O3中的Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,
原因二:     (用文字和離子方程式說明)。
(4)將NH3通入NaClO溶液中,可生成N2H4,則反應(yīng)的離子方程式為     
(5)依據(jù)反應(yīng)②可以設(shè)計(jì)成直接供氨式堿性燃料電池(如乙圖所示),則圖中A為     (填“正極”或“負(fù)極”),電極方程式為     

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