(1)甲醇可作為燃料電池的原料.以CH4和H2O為原料,通過下列反應來制備甲醇.
Ⅰ:CH4 (g)+H2O (g)=CO (g)+3H2 (g)△H=+206.0kJ?mol-1
Ⅱ:CO (g)+2H2 (g)=CH3OH (g)△H=-129.0kJ?mol-1
CH4(g)與H2O(g)反應生成CH3OH (g)和H2(g)的熱化學方程式為
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77.0 kJ?mol-1
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77.0 kJ?mol-1

(2)甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染,有一種電化學法可消除這種污染,其原理是:通電后,將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化.實驗室用如圖裝置模擬上述過程:
①寫出陽極電極反應式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+

②寫出除去甲醇的離子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

(3)寫出以NaHCO3溶液為介質(zhì)的Al-空氣原電池的電極反應式負極
Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2
Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2
分析:(1)依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算應用;
(2)①通電后,將Co2+氧化成Co3+,電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應,電極反應為Co2+-e-=Co3+;
②以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化,自身被還原為Co2+,原子守恒與電荷守恒可知,還原生成H+,配平書寫為:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;
(3)Al-空氣原電池鋁做負極是電子生成鋁離子在碳酸氫鈉溶液中發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳;
解答:解:(1)Ⅰ:CH4 (g)+H2O (g)=CO (g)+3H2 (g)△H=+206.0kJ?mol-1
Ⅱ:CO (g)+2H2 (g)=CH3OH (g)△H=-129.0kJ?mol-1
依據(jù)蓋斯定律Ⅰ+Ⅱ得到CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77.0 kJ?mol-1
故答案為:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77.0 kJ?mol-1
(2))①通電后,將Co2+氧化成Co3+,電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應,電極反應為Co2+-e-=Co3+;
故答案為:Co2+-e-=Co3+;
②以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化,自身被還原為Co2+,結(jié)合原子守恒與電荷守恒可知,還原生成H+,配平書寫離子方程式為:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;
故答案為:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;
(3)以NaHCO3溶液為介質(zhì)的Al-空氣原電池中鋁做負極失電子發(fā)生氧化反應生成鋁離子,在碳酸氫鈉溶液中發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳;負極的電極反應式:
Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑;
故答案為::Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑;
點評:本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律計算應用,原電池原理分析和電極反應書寫方法,題目難度中等.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

甲醇可作為燃料電池的原料.以CH4和H2O為原料,通過下列反應反應來制備甲醇.
反應I:CH4 (g)+H2O (g)=CO (g)+3H2 (g)△H=+206.0kJ?mol-1
反應II:CO (g)+2H2 (g)=CH3OH (g)△H=-129.0kJ?mol-1
(1)CH3OH (g)和H2(g)反應生成CH4(g)與H2O(g)的熱化學方程式為
CH3OH (g)+H2(g)=CH4(g)+H2O(g)△H=-77.0 kJ?mol-1
CH3OH (g)+H2(g)=CH4(g)+H2O(g)△H=-77.0 kJ?mol-1

(2)將1.0mol CH4和2.0mol H2O ( g )通入容積固定為10L的反應室,在一定條件下發(fā)生反應I,測得在一定的壓強下CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖1.
①假設(shè)100℃時達到平衡所需的時間為5min,則用H2表示該反應的平均反應速率為
0.03 mol?L-1?min-1
0.03 mol?L-1?min-1

②100℃時反應I的平衡常數(shù)為
2.25×10-2
2.25×10-2

③可用來判斷該反應達到平衡狀態(tài)的標志有
A D
A D
.(填字母)
A.CO的含量保持不變                  
B.容器中CH4濃度與CO濃度相等
C.容器中混合氣體的密度保持不變       
D.3V(CH4)=V(H2
(3)按照反應II來生成甲醇,按照相同的物質(zhì)的量投料,測得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖2所示.下列說法正確的是
C
C

A.溫度:T1>T2>T3
B.正反應速率:ν(a)>ν(c); ν(b)>ν(d)
C.平衡常數(shù):K(a)>K(c); K(b)=K(d)
D.平均摩爾質(zhì)量:M(a)<M(c); M(b)>M(d)
(4)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法之一為:甲醇蒸汽重整法.該法中的一個主要反應為CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g),此反應能自發(fā)進行的原因是
該反應是一個熵增的反應
該反應是一個熵增的反應

(5)甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染,有一種電化學法可消除這種污染,其原理是:通電后,將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化.實驗室用圖3裝置模擬上述過程:
①寫出陽極電極反應式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+

②寫出除去甲醇的離子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6 Co2++6H+
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6 Co2++6H+

③若3圖裝置中的電源為甲醇-空氣-KOH溶液的燃料電池,則電池負極的電極反應式為:
CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O

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科目:高中化學 來源:2013屆浙江省杭州市高三上學期期中七校聯(lián)考化學試卷(帶解析) 題型:填空題

(8分)(1)甲醇可作為燃料電池的原料。以CH4和H2O為原料,通過下列反應來制備甲醇。
I:CH4 ( g ) + H2O ( g )=CO ( g ) + 3H2 ( g )   △H =+206.0 kJ·mol1
II:CO ( g ) + 2H2 ( g )=CH3OH ( g )       △H=—129.0 kJ·mol1
CH4(g)與H2O(g)反應生成CH3OH (g)和H2(g)的熱化學方程式為                                
(2)甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染,有一種電化學法可消除這種污染,其原理是:通電后,將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實驗室用右圖裝置模擬上述過程:

①寫出陽極電極反應式                                  。
②寫出除去甲醇的離子方程式                            。
(3)寫出以NaHCO3溶液為介質(zhì)的Al—空氣原電池的電極反應式
負極                                                   。

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科目:高中化學 來源:2012-2013學年浙江省杭州市高三上學期期中七校聯(lián)考化學試卷(解析版) 題型:填空題

(8分)(1)甲醇可作為燃料電池的原料。以CH4和H2O為原料,通過下列反應來制備甲醇。

I:CH4 ( g ) + H2O ( g ) =CO ( g ) + 3H2 ( g )    △H =+206.0 kJ·mol1

II:CO ( g ) + 2H2 ( g ) = CH3OH ( g )        △H =—129.0 kJ·mol1

CH4(g)與H2O(g)反應生成CH3OH (g)和H2(g)的熱化學方程式為                                

(2)甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染,有一種電化學法可消除這種污染,其原理是:通電后,將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實驗室用右圖裝置模擬上述過程:

①寫出陽極電極反應式                                   。

②寫出除去甲醇的離子方程式                             。

(3)寫出以NaHCO3溶液為介質(zhì)的Al—空氣原電池的電極反應式

負極                                                    。

 

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科目:高中化學 來源:2012-2013學年浙江省杭州市七校聯(lián)考高三(上)期中化學試卷(解析版) 題型:填空題

(1)甲醇可作為燃料電池的原料.以CH4和H2O為原料,通過下列反應來制備甲醇.
Ⅰ:CH4 (g)+H2O (g)=CO (g)+3H2 (g)△H=+206.0kJ?mol-1
Ⅱ:CO (g)+2H2 (g)=CH3OH (g)△H=-129.0kJ?mol-1
CH4(g)與H2O(g)反應生成CH3OH (g)和H2(g)的熱化學方程式為   
(2)甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染,有一種電化學法可消除這種污染,其原理是:通電后,將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化.實驗室用如圖裝置模擬上述過程:
①寫出陽極電極反應式   
②寫出除去甲醇的離子方程式   
(3)寫出以NaHCO3溶液為介質(zhì)的Al-空氣原電池的電極反應式負極   

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