(18分)能源的開發(fā)和利用是當(dāng)前科學(xué)研究的重要課題。
(1)利用二氧化鈰(CeO2)在太陽(yáng)能作用下前實(shí)現(xiàn)如下變廢為寶的過(guò)程:
mCeO2 (m-x)CeO2xCe+xO2
(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
上述過(guò)程的總反應(yīng)是           ,該反應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為         。
(2)CO、O2和KOH溶液構(gòu)成的燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為               。該電池反應(yīng)可獲得K2CO3溶液,某溫度下0.5molL-1 K2CO3溶液的pH=12,若忽略CO32-的第二級(jí)水解,則CO32- +H2OHCO3-+OH-的平衡常熟Kh=        。
(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè),下列將電解池與燃料電池相組合的工藝可以節(jié)能30%以上。

①電解過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是            ,陰極附近溶液PH      (填“不變”、“升高”或“下降”)。
②如果粗鹽中SO42-含量較高,精制過(guò)程需添加鋇試劑除去SO42-,該鋇試劑可選用下列試劑中的        。
a.Ba(OH)2    b.Ba(NO3)2    c.BaCl2
現(xiàn)代工藝中更多使用BaCO3除SO42-,請(qǐng)寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式       
③圖中氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)a% b%(填“>”、‘‘=”或“<”),,燃料電池中負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)為                。

(18分)
(1)H2O + CO2 =H2 + CO + O2(2分)    化學(xué)能(1分)
(2)CO – 2e- +4OH- = CO32- + 2H2O(2分)    2×10-4 mol·L-1(2分)
(3)①2Cl-+2H2O  Cl2↑+ H2↑+2OH-(2分)    升高(1分)     
②  ac(2分)  BaCO3(s)+ SO42-(aq) = BaSO4 (s)+ CO32-(aq)(2分)
③  <(2分)   H2-2e-+2OH-=2H2O (2分)

解析試題分析:(1)兩式相加可得總反應(yīng)方程式:H2O + CO2 =H2 + CO + O2;通過(guò)該反應(yīng)把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為了化學(xué)能。
(2)在堿性條件下,CO失電子轉(zhuǎn)化為CO32?,電解方程式為:CO – 2e- +4OH- = CO32- + 2H2O;溶液的pH=12,則c(OH?)=0.01mol?L?1,若忽略CO32-的第二級(jí)水解,c(HCO3?)=0.01mol?L?1,則Kh=c(HCO3?)?c(OH?)/c(CO32?)= 0.01mol?L?1×0.01mol?L?1/0.5mol?L?1= 2×10-4 mol·L-1。
(3)①電解食鹽水生成H2、H2和NaOH,所以離子方程式為:2Cl-+2H2O  Cl2↑+ H2↑+2OH-;陰極上H2O電離出的H+得電子生成H2,使H2O的電離平衡向右移動(dòng),OH?濃度增大,所以pH升高。
②Ba(OH)2可與SO42?反應(yīng),OH?可加鹽酸除去,BaCl2可與SO42?反應(yīng),而且不引入新雜質(zhì),Ba(NO3)2能與SO42?反應(yīng),但NO3?無(wú)法除去,故ac正確;BaCO3轉(zhuǎn)化為更難溶的BaSO4,離子方程式為:BaCO3(s)+ SO42-(aq) = BaSO4 (s)+ CO32-(aq)。
③在燃料電池中,氧氣作正極,所以通入空氣的極是正極,O2得電子生成OH?,通入燃料的電極是負(fù)極,消耗OH?,所以a% < b%;負(fù)極是燃料氫氣發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O。
考點(diǎn):本題考查電解池和原電池原理、平衡常數(shù)計(jì)算、方程式的書寫。

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:單選題

在一個(gè)固定容積的密閉容器中充入2molNO2,一定溫度下建立如下平衡:2NO2N2O4,此時(shí)平衡混合氣中NO2的體積分?jǐn)?shù)為x%,若再充入1mol N2O4,在溫度不變的情況下,達(dá)到新的平衡時(shí),測(cè)得NO2的體積分?jǐn)?shù)為y%,則x和y的大小關(guān)系正確的是(  ) 

A.x>y B.x<y C.x=y D.不能確定

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

(10分)⑴請(qǐng)選擇合適方法的字母代號(hào)填空:
①?gòu)暮K刑崛〈蛀}________;            ② 煤轉(zhuǎn)化為焦炭、煤焦油等________;
③ 工業(yè)上由氧化鋁制取金屬鋁________;   ④ 提純氫氧化鐵膠體________。
A.過(guò)濾 B.裂解 C.分餾 D.裂化 E.干餾 F.還原 
G.電解 H.溶解 I.滲析 J.蒸發(fā) K.氧化
⑵某可逆反應(yīng)從0—2分鐘進(jìn)行過(guò)程中, 在不同反應(yīng)時(shí)間各物質(zhì)的量的變化情況如下圖所示。則該反應(yīng)的的反應(yīng)物是      ,生成物是       ,此反應(yīng)   (填是或不是)可逆反應(yīng);反應(yīng)開始至2分鐘時(shí),    _____     (能或不能)用C表示反應(yīng)速率,2分鐘后A、B、C各物質(zhì)的量不再隨時(shí)間的變化而變化,說(shuō)明在這個(gè)條件下,反應(yīng)已達(dá)到了 ____      狀態(tài),此時(shí)正反應(yīng)速率      逆反應(yīng)速率(填等于或不等于)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。
(1)下圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。

①該電化腐蝕稱為                                。
②圖中A和B區(qū)域相比較,腐蝕較慢的是      (填字母)。
(2)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常用到FeCl3溶液,在配制FeCl3溶液時(shí)常需加入少量  的                 ;將FeCl3溶液和碳酸氫鈉溶液混合,將產(chǎn)生紅褐色沉淀和無(wú)色氣體,該反應(yīng)的離子方程式為                                                                 。
(3)已知t℃時(shí),反應(yīng)FeO(s)+CO(g)Fe( s) +CO2(g)的平衡常數(shù)K= 0.25。
①t℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n(CO2):n(CO)=               
②若在1L密閉容器中加人0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡。此時(shí)
FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%,則x=             。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題,如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用,引起了各國(guó)的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇, 一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=                 ;已知:K(300℃)>K(350℃),則該反應(yīng)是_______反應(yīng)。(填“吸熱”或“放熱”)
(2)下列情況不能說(shuō)明該反應(yīng)一定達(dá)到平衡的是      
A混合氣體的平均平均相對(duì)分子質(zhì)量不變         B混合氣體的壓強(qiáng)不變
C單位時(shí)間內(nèi)生成3mol H—H鍵,同時(shí)生成2 mol C=O鍵   
D.混合氣體中 c (H2) : c (CH3OH) = 3:1
(3)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在體積為1L的恒容密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如下圖所示。從反應(yīng)開始到平衡,用H2濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)為           mol·L-1·min-1

(4)下列措施中能使(3)題中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有           。(填字母)
A升高溫度          B加入催化劑      C將H2O(g)從體系中分離           
D充入He(g),使體系總壓強(qiáng)增大          E.再充入1molCO2和3molH2
(5)若在另一個(gè)密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,保持壓強(qiáng)不變,并使初始體積與(3)題中容器體積相等,且在相同的溫度下進(jìn)行反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)該容器中的CO2的體積百分?jǐn)?shù) ________(3)題中的CO2的體積百分?jǐn)?shù)。(填“>”或“<”或“=”)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

(5分)氨氣在農(nóng)業(yè)和國(guó)防工業(yè)都有很重要的作用,歷史上諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)曾經(jīng)有3次頒給研究氮?dú)馀c氫氣合成氨的化學(xué)家。
(1)右圖表示溫度為T K時(shí)氮?dú)馀c氫氣合成氨反應(yīng)過(guò)程中的能量變化, 寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式   

(2)已知在TK溫度下合成氨反應(yīng)在2.00L的密閉容器中進(jìn)行。得到如下數(shù)據(jù):

時(shí)間(h)
物質(zhì)的量(mol)
 
0
1
2
3
4
N2
 
1.50
n1
1.20
n3
1.00
H2
 
4.50
4.20
3.60
n4
3.00
NH3
 
0.00
0.20
n2
1.00
1.00
 
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算:
①0~1h內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率為mol/(L·h)。
②反應(yīng)進(jìn)行到2h時(shí)放出的熱量為  kJ。
③此條件下,反應(yīng):N2 + 3H2 2NH3的化學(xué)平衡常數(shù)K = (保留兩位小數(shù))。
④反應(yīng)達(dá)到平衡后,若往平衡體系中再加入N2、H2和NH3各1mol,化學(xué)平衡移動(dòng)的方向是   (填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”或“不移動(dòng)”)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

(14分)甲醇、二甲醚等被稱為綠色能源,工業(yè)上利用天然氣為主要原料與二氧化碳、水蒸氣在一定條件下制備合成氣(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚(CH3OCH3)。
(1)已知1g二甲醚氣體完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為32kJ,請(qǐng)寫出二甲醚燃燒熱的熱化學(xué)方程式____________________________________________________________________。
(2)寫出二甲醚堿性燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式   __________________________________。
(3)用合成氣制備二甲醚的反應(yīng)原理為:2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)。已知一定條件下,該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比[n(H2) / n(CO)]的變化曲線如下左圖:

①a、b、c按從大到小的順序排序?yàn)開________________,該反應(yīng)的△H_______0(填“>”、“<”)。
②某溫度下,將2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),改變壓強(qiáng)和溫度,平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化情況如上圖所示,關(guān)于溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系判斷正確的是            ;
A. P3>P2,T3>T2        B. P1>P3,T1>T3     C. P2>P4,T4>T2        D. P1>P4,T2>T3
③在恒容密閉容器里按體積比為1:2充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后,下列變化能說(shuō)明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)的是      ;
A. 正反應(yīng)速率先增大后減小     B. 逆反應(yīng)速率先增大后減小
C. 化學(xué)平衡常數(shù)K值減小       D. 氫氣的轉(zhuǎn)化率減小
④ 某溫度下,將4.0molCO和8.0molH2充入容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得二甲醚的體積分?jǐn)?shù)為25%,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

(14分)酸性KMnO4溶液能與草酸(H2C2O4)溶液反應(yīng)。某探究小組利用反應(yīng)過(guò)程中溶液紫色消失快慢的方法來(lái)研究影響反應(yīng)速率的因素。 
Ⅰ.實(shí)驗(yàn)前首先用濃度為0.1000mol?L-1酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的草酸。 
(1)寫出滴定過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                                   。 
(2)滴定過(guò)程中操作滴定管的圖示正確的是                。
      

(3)若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后消失,會(huì)使測(cè)得的草酸溶液濃度           (填“偏高”、“偏低”、或“不變”)。 
Ⅱ.通過(guò)滴定實(shí)驗(yàn)得到草酸溶液的濃度為0.2000mol·L-1 。用該草酸溶液按下表進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)(每次實(shí)驗(yàn)草酸溶液的用量均為8mL)。

(4)寫出表中a 對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?nbsp;                             ;若50°C時(shí),草酸濃度c(H2C2O4)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線 如下圖所示,保持其他條件不變,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出25°C時(shí)c(H2C2O4)隨t的變化曲線示意圖。 

(5)該小組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)1和3分別進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),測(cè)得以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(從混合振蕩均勻開始計(jì)時(shí)): 
分析上述數(shù)據(jù)后得出“當(dāng)其它條件相同時(shí),酸性高錳酸鉀溶液的濃度越小,褪色時(shí)間就越短,即反應(yīng)速率就越快”的結(jié)論。甲同學(xué)認(rèn)為該小組“探究反應(yīng)物濃度對(duì)速率影響”的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題,從而得到了錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,請(qǐng)簡(jiǎn)述甲同學(xué)改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方案                                     ______________________。 
(6)該實(shí)驗(yàn)中使用的催化劑應(yīng)選擇MnSO4并非MnCl2,原因可用離子方程式表示為                                         。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

Ⅰ.某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)H2O2的分解做了如下探究。下表是該實(shí)驗(yàn)小組研究影響H2O2分解速率的因素時(shí)記錄的一組數(shù)據(jù),將質(zhì)量相同但狀態(tài)不同的MnO2分別加入盛有15 ml 5%的H2O2溶液的大試管中,并用帶火星的木條測(cè)試,結(jié)果如下:

MnO2
觸摸試管情況
觀察結(jié)果
反應(yīng)完成所需的時(shí)間
粉末狀
很燙
劇烈反應(yīng),帶火星的木條復(fù)燃
3.5min
塊狀
微熱
反應(yīng)較慢,火星紅亮但木條未復(fù)燃
30min
 
(1)寫出大試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:                                     ,該反應(yīng)是      反應(yīng)(填放熱或吸熱)。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,催化劑的催化效果與                              有關(guān)。
Ⅱ.某可逆反應(yīng)在某體積為5L的密閉容器中進(jìn)行, 在從0—3分鐘各物質(zhì)的量的變化情況如圖所示(A,B,C均為氣體)。

(3)該反應(yīng)的的化學(xué)方程式為                         ;
(4)反應(yīng)開始至2分鐘時(shí),B的平均反應(yīng)速率為         。
(5)能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是                 。
a.v(A)= 2v(B)      b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c.v(A)= v(C)   d.容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變
(6)由圖求得A的平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為         

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