下圖是一個乙醇燃料電池工作時的示意圖,乙池中的兩個電極一個是石墨電極,一個是鐵電極,工作時M、N兩個電極的質量都不減少,請回答下列問題:
(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
式為 。寫出乙池中發(fā)生的化學反應的離子方程式: 。
(2)在此過程中,乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時,甲池中理論上消耗氧氣為 L(標準狀況下);若此時乙池溶液的體積為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時放出29.71kJ熱量。表示該反應的熱化學方程式為 。
(4)甲烷也是一種很好的清潔能源。蘊藏在海底的“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。對于甲池來說:通入乙醇的電極式負極,通入氧氣的電極是正極。對于乙池來說:M是陰極,N是陽極。乙池中的兩個電極一個是石墨電極,一個是鐵電極,工作時M、N兩個電極的質量都不減少,說明鐵電極是陰極(M極)石墨電極是陽極(N極)。因為如果鐵電極作陽極,就會發(fā)生氧化反應導致質量減少。加入乙醇的鉑電極的電極反應:C2H5OH-12e+16OH—=2CO32—+11H2O。乙池就是電解硝酸銀溶液。發(fā)生的化學反應的離子方程式:4Ag++2H2O4Ag+4H++O2↑.(2)在整個閉合回路中電子轉移數(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因為n=V/VM,所以V=n·VM=0.01mol×22.4mol/L=0.224L.因為n(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)乙醇的相對分子質量是46,若在常溫常壓下,1g C2H5OH燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時放出29.71kJ熱量。46g乙醇1mol燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時放出熱量46×29.71kJ=1366.7kJ.表示該反應的熱化學方程式為:C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.7kJ/mol (4)可燃冰相對分子質量為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、電解池及熱化學方程式的書寫等知識。
科目:高中化學 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。實驗測得,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燃燒熱的化學方程式為 。
(2)氫氣是合成氨的重要原料,合成氨反應的熱化方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ/mol
①當合成氨反應達到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量),反應速率與時間的關系如下圖所示。圖中t1時引起平衡移動的條件可能是 其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時間是
②溫度為T ℃時,將2 a mol H2和a mol N2放入0.5 L密閉容器中,充分反應后測得N2的轉化率為50%。則反應的平衡常數(shù)為
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科目:高中化學 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,負極通入丙烷,電解質是熔融碳酸鹽,電池總反應方程式為: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式: ,電池工作時CO32-移向 ;用該電池電解1000 mL 1mol/L的AgNO3溶液,此電解池的反應方程式為 ;當電池消耗0.005 mol C3H8時,被電解溶液的pH為 (溶液體積變化忽略不計)。
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科目:高中化學 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)
對上述反應⑤,取50mL溶液進行試驗,部分測定數(shù)據(jù)如下:
時間(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 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
完成下列熱化學方程式(化學方程式、電極反應式、表達式等)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:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),寫出該反應的化學平衡常數(shù)表達式:
(3)以甲烷、空氣為反應物,KOH溶液作電解質溶液構成燃料電池,則負極反應式為: 。
(4)鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的電池反應方程式為 。
(5)“鎂—次氯酸鹽”燃料電池,其裝置示意圖如圖,該電池反應的總反應方程式為_______________。
(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 來源: 題型:填空題
(1)在298K時,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。寫出該反應的熱化學方程式 。
(2)利用該反應設計一個燃料電池:用氫氧化鉀溶液作電解質溶液,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為 極(填寫“正”“負”)該電極上發(fā)生的電極反應
式是
(3)如圖所示實驗裝置中,石墨棒上的電極反應式為 ;如果起始時盛有1000mLpH=5的硫酸銅溶液(25℃,CuSO4足量),一段時間后溶液的pH變?yōu)?,此時若要使溶液恢復到起始濃度(溫度不變,忽略溶液體積的變化),可向溶液中加入 __________(填物質名稱)。
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科目:高中化學 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2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH= (用含ΔH1、ΔH2表示)
(2)若反應溫度升高,CO2的轉化率 (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的密閉反應室中,反應中CO的物質的量濃度的變化情況如圖所示,請回答下列問題:
(4)反應進行到4分鐘到達平衡。請計算從反應開始到剛剛平衡,平均反應速率v(H2)為 ;并求此反應在此溫度下的平衡常數(shù)(在答題卡對應的方框內(nèi)寫出計算過程)。
(5)在第5分鐘時將容器的體積瞬間縮小一半后,若在第8分鐘時達到新的平衡(此時CO的濃度約為0.25 mol·L—1 ),請在圖中畫出第5分鐘后H2濃度的變化曲線。
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科目:高中化學 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)生如下轉化,其反應過程和能量關系如圖1所示(已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1),請回答下列問題:
(1)寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學方程式:______________________。
(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的沸點依次為118 ℃、78 ℃和77 ℃。在其他條件相同時,某研究小組進行了多次實驗,實驗結果如圖所示。
(1)該研究小組的實驗目的是___________________________________。
(2)60 ℃下反應40 min與70 ℃下反應20 min相比,前者的平均反應速率________后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)如圖所示,反應時間為40 min、溫度超過80 ℃時,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 |
| 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 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
硝酸工業(yè)的基礎是氨的催化氧化,在催化劑作用下發(fā)生如下反應:
① 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H =" —905" kJ/mol ①主反應
② 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H =" —1268" kJ/mol ②副反應
有關物質產(chǎn)率與溫度的關系如甲圖。
(1)由反應①②可知反應⑤N2(g) + O2(g)2NO(g)的反應熱ΔH=
(2)由圖甲可知工業(yè)上氨催化氧化生成 NO時,反應溫度最好控制在
(3)用Fe3O4制備Fe(NO3)3溶液時,需加過量的稀硝酸,原因一:將Fe4O3中的Fe2+全部轉化為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,則反應的離子方程式為 。
(5)依據(jù)反應②可以設計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“負極”),電極方程式為
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