精英家教網(wǎng)哥本哈根氣候變化峰會(huì)自2009年12月7日開幕以來,就被冠以“有史以來最重要的會(huì)議”、“改變地球命運(yùn)的會(huì)議”等各種重量級(jí)頭銜.縱然世界各國仍就減排問題進(jìn)行著艱苦的角力,但低碳這個(gè)概念幾乎得到了廣泛認(rèn)同.中國慈善首富陳光標(biāo)2010年11月5號(hào)創(chuàng)作的低碳之歌--《讓我們?cè)倩氐綇那啊纷尩吞几拍钊谌氲矫總(gè)人的生活之中,減碳是每個(gè)人的責(zé)任.新能源開發(fā)中的燃料電池是低碳研究的重要領(lǐng)域.
(1)可燃性的有機(jī)物和氧氣在理論上都可以作為燃料電池中的反應(yīng)物,現(xiàn)以CxHyOz表示燃料電池中的有機(jī)反應(yīng)物,O2為正極反應(yīng)物,40%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液,請(qǐng)寫出CxHyOz-O2-KOH燃料電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式:
 

(2)茨城大學(xué)研制了一種新型的質(zhì)子交換膜二甲醚燃料電池(DDFC),該電池有較高的安全性.電池總反應(yīng)為:CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O,電池示意如右圖,下列說法不正確的是:
 

A.a(chǎn)極為電池的負(fù)極
B.電池工作時(shí)電流由b極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到a極
C.電池正極的電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-=4OH-
D.電池工作時(shí),1mol二甲醚被氧化時(shí)有6mol電子轉(zhuǎn)移
(3)若用C3H8-O2-KOH構(gòu)成燃料電池,當(dāng)有11克丙烷在電池的負(fù)極完全反應(yīng),則在電池的外電路上轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為
 
mol;此過程中放出的總能量為A KJ,并已知1molCO2與足量KOH溶液反應(yīng)放出的熱量為B KJ.寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式.
 

(4)將一定數(shù)量的C3H8-O2-KOH燃料電池按一定方式進(jìn)行串聯(lián)或者并聯(lián)組成電池組以滿足電解需要的電壓.現(xiàn)用該電池組電解500mL某CuSO4的稀溶液,電解后的溶液需要加入98克Cu(OH)2才能使溶液恢復(fù)到原硫酸銅溶液的濃度和質(zhì)量.若忽略電池組在電解過程中的能量損失,其能量全部用來電解CuSO4溶液,計(jì)算:
①原CuSO4的溶液的濃度.
②該電池組消耗的丙烷在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)的體積.
分析:(1)燃料電池中,負(fù)極是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng);
(2)A、燃料電池中,通入燃料的電極是負(fù)極;
B、電池工作時(shí)電流由正極沿導(dǎo)線到負(fù)極;
C、燃料電池中,通入燃料的電極是正極;
D.根據(jù)電池反應(yīng)來確定電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目.
(3)根據(jù)丙烷燃燒的化學(xué)方程式和熱化學(xué)方程式的含義來回答;
(4)根據(jù)反應(yīng)2CuSO4+2H2O
 通電 
.
 
2Cu↓+O2↑+2H2SO4,電解后的溶液要復(fù)原原則是:出什么加什么,需要加入98克Cu(OH)2才能使溶液恢復(fù)到原硫酸銅溶液的濃度和質(zhì)量,說明原溶液中1molCuSO4溶質(zhì)電解完后,生成的H2SO4溶液發(fā)生了電解,即有1molH2O發(fā)生了電解,進(jìn)而確定轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目,確定CuSO4的溶液的濃度,根據(jù)電子守恒來確定該電池組消耗的丙烷的體積.
解答:解:(1)在燃料電池中,正極上是氧氣發(fā)生得電子的反應(yīng)還原反應(yīng),O2+2H2O+4e-=4OH-,負(fù)極是燃料CxHyOz發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),正極加上負(fù)極反應(yīng)即為總的燃料燃燒反應(yīng)方程式,負(fù)極反應(yīng)等于總反應(yīng)減去正極反應(yīng),即CxHyOz+(6x+y-2z)OH--(4x+y-2z)e-=xCO32-+(3x+y-z)H2O,
故答案為:CxHyOz+(6x+y-2z)OH--(4x+y-2z)e-=xCO32-+(3x+y-z)H2O;
(2)A、燃料電池中,通入燃料二甲醚的電極a是負(fù)極,故A正確;
B、電池工作時(shí)電流由正極b沿導(dǎo)線到負(fù)極a,故B正確;
C、燃料電池中,通入氧氣的電極是正極,在酸性環(huán)境下的電極反應(yīng)為:O2+4OH-+4e-=2H2O,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)電池反應(yīng)CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O可知道電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目是12,故D錯(cuò)誤.
故選CD;
(3)根據(jù)丙烷燃燒的化學(xué)方程式:C3H8(g)+5O2(g)=3 CO2(g)+4H2O(l)可知,當(dāng)消耗44g丙烷時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是20mol,所以當(dāng)有11克丙烷在電池的負(fù)極完全反應(yīng),則在電池的外電路上轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為5mol,1molCO2與足量KOH溶液反應(yīng)放出的熱量為B KJ,則3molCO2與足量KOH溶液反應(yīng)放出的熱量為3B KJ,當(dāng)有11克丙烷在電池的負(fù)極完全反應(yīng)的過程中放出的總能量為A KJ,所以C3H8(g)+5O2(g)=3 CO2(g)+4H2O(l)放出的熱量是(4A-3B)KJ,即C3H8(g)+5O2(g)=3 CO2(g)+4H2O(l);△H=-(4A-3B)KJ/mol,故答案為:5;C3H8(g)+5O2(g)=3 CO2(g)+4H2O(l);△H=-(4A-3B)KJ/mol;
(4)①CuSO4溶液發(fā)生電解的方程式為:2CuSO4+2H2O
 通電 
.
 
2Cu↓+O2↑+2H2SO4,離開反應(yīng)體系的相當(dāng)于是CuO,現(xiàn)在要加入98克(1mol)Cu(OH)2才能使溶液恢復(fù)到原硫酸銅溶液的濃度和質(zhì)量,說明原溶液中1molCuSO4溶質(zhì)電解完后,生成的H2SO4溶液發(fā)生了電解,即有1molH2O發(fā)生了電解,轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為4mol,當(dāng)轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí),根據(jù)Cu2++2e-=Cu得知銅離子的物質(zhì)的量為2mol,所以原CuSO4的溶液的濃度c=
2mol
0.5L
=4mol/L,答:原CuSO4的溶液的濃度4mol/L;
②根據(jù)丙烷燃燒的化學(xué)方程式:C3H8(g)+5O2(g)=3 CO2(g)+4H2O(l)可知,當(dāng)消耗44g丙烷時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是20mol,即C3H8~20e-,當(dāng)轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí),消耗丙烷的量是0.2mol,體積是0.2mol×22.4L/mol=44.8L,答:該電池組消耗的丙烷在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)的體積為44.8L.
點(diǎn)評(píng):本題是一道綜合知識(shí)題目,考查角度廣,要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力,難度很大.
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:閱讀理解

[化學(xué)-選修1化學(xué)與生活]化學(xué)與人類的生產(chǎn)、生活及環(huán)境都密切相關(guān).
Ⅰ.下表是某食品包裝上的說明,表中列出了部分配料.
品  名 濃縮菠蘿汁
配  料 ①濃縮菠蘿汁 ②蔗糖 ③檸檬黃 ④山梨酸鉀 ⑤水
果汁含量 ≥80%
生產(chǎn)日期 標(biāo)于包裝封口處
(1)配料中,屬于著色劑的是
(填序號(hào),下同),屬于防腐劑的是
,屬于調(diào)味劑的是

(2)從上表中可以分析得知,該食品主要提供
水、糖類、維生素
水、糖類、維生素
等三種營養(yǎng)素.
Ⅱ.(1)我國中南地區(qū),通常情況下,雨水量相同的元月份與8月份比較,
前者
前者
(填:“前者”或“后者”)的雨水的酸性較高.
(2)汽車尾氣需要用催化轉(zhuǎn)換器減少有毒氣體的排放.寫出汽車尾氣中CO、NO相互作用生成可參與大氣循環(huán)的氣體的化學(xué)方程式:
2CO+2NO
催化劑
高溫
2CO2+N2
2CO+2NO
催化劑
高溫
2CO2+N2

(3)用氯氣對(duì)居民飲用水進(jìn)行消毒已有百年歷史,但科學(xué)研究表明,用氯氣對(duì)自來水消毒時(shí),氯氣能和水中的微量有機(jī)物反應(yīng)生成氯代烴等多種有毒物質(zhì).因此,逐步被具有不同優(yōu)點(diǎn)的鐵酸鈉(Na2FeO4)、氯胺(NH2Cl)、二氧化氯(ClO2)等消毒劑所替代.?
①鐵酸鈉(Na2FeO4)起消毒作用后,它同時(shí)具有凈水作用,其理由:
Fe3++3H2O?Fe(OH)3(膠體)+3H+
Fe3++3H2O?Fe(OH)3(膠體)+3H+
(用離子方程式表示).
②氯胺(NH2Cl)比次氯酸穩(wěn)定,可與水作用逐步產(chǎn)生次氯酸,用化學(xué)方程式表示氯胺與水的反應(yīng):
NH2Cl+2H2O?HClO+NH3?H2O
NH2Cl+2H2O?HClO+NH3?H2O

③二氧化氯(ClO2)具有很強(qiáng)的氧化性,與Cl2相比是一種高效消毒劑,其原因是
單位質(zhì)量的ClO2比Cl2得電子數(shù)目多.
單位質(zhì)量的ClO2比Cl2得電子數(shù)目多.

Ⅲ.閱讀并回答問題:
2009年12月哥本哈根氣候變化峰會(huì)的主題是減少二氧化碳的排放、控制溫室效應(yīng).世界上沒有垃圾,只有放錯(cuò)了地方的財(cái)富.人類在認(rèn)識(shí)到二氧化碳副作用的同時(shí),應(yīng)積極尋找并拓展其利用空間.上海世博會(huì)已成為低碳世博會(huì).“四川館”率先采用世界上最新的建筑裝飾材料--大豆纖維.中國是唯一擁有“大豆纖維”完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國家.“大豆纖維”主要原料是大豆蛋白質(zhì)和高分子聚乙烯醇,它屬于可降解性再生植物蛋白纖維,該纖維具有天然纖維和化學(xué)纖維的許多優(yōu)良性能,被國內(nèi)外專家譽(yù)為“21世紀(jì)健康舒適型纖維”.
下列說法不正確的是
DFH
DFH

A.二氧化碳無毒、分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,它可以用于做焊接保護(hù)氣體.
B.發(fā)展二氧化碳地質(zhì)封存技術(shù)并將其與石油開采結(jié)合起來,既能減少二氧化碳排放,又實(shí)現(xiàn)了石油的綠色開發(fā).
C.從空氣中提取CO2,成本較高,如果從冶金、火力發(fā)電等工廠排放的煙氣中提取二氧化碳,提取成本將大大降低.
D.碳酸飲料中的二氧化碳能夠被人體吸收,不會(huì)排放到空氣中去.
E.不能使用含生物酶的洗滌劑洗滌大豆纖維布料的衣服.
F.大豆纖維是利用大豆中的油脂通過聚合反應(yīng)合成的.
G.大豆纖維屬于合成高分子化合物.
H.廢棄的大豆纖維可能造成“白色污染”,最好用填埋法處理.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(本題16分).哥本哈根氣候變化峰會(huì)自2009年12月7日開幕以來,就被冠以“有史以來最重要的會(huì)議”、“改變地球命運(yùn)的會(huì)議”等各種重量級(jí)頭銜?v然世界各國仍就減排問題進(jìn)行著艱苦的角力,但低碳這個(gè)概念幾乎得到了廣泛認(rèn)同。中國慈善首富陳光標(biāo)2010年11月5號(hào)創(chuàng)作的低碳之歌——《讓我們?cè)倩氐綇那啊纷尩吞几拍钊谌氲矫總(gè)人的生活之中,減碳是每個(gè)人的責(zé)任。新能源開發(fā)中的燃料電池是低碳研究的重要領(lǐng)域。

(1)可燃性的有機(jī)物和氧氣在理論上都可以作為燃料電池中的反應(yīng)物,現(xiàn)以CxHyOz表示燃料電池中的有機(jī)反應(yīng)物,O2為正極反應(yīng)物,40%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液,請(qǐng)寫出CxHyOz-O2-KOH燃料電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式:                      。

(2)日本茨城大學(xué)研制了一種新型的質(zhì)子交換膜二甲醚燃料電池(DDFC),該電池有較高的安全性。電池總反應(yīng)為:CH3OCH3 +3O2 =2CO2 +3H2O , 電池示意如圖,下列說法不正確的是:

 

A.a(chǎn)極為電池的負(fù)極

B.電池工作時(shí)電流由b極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到a極

C.電池正極的電極反應(yīng)為:O2 +2H2O +4e= 4OH

D.電池工作時(shí),1mol二甲醚被氧化時(shí)有6mol電子轉(zhuǎn)移

(3)若用C3H8-O2-KOH構(gòu)成燃料電池,當(dāng)有11克丙烷在電池的負(fù)極完全反應(yīng),則在電池的外電路上轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為    mol;此過程中放出的總能量為A KJ,并已知1molCO2與足量KOH溶液反應(yīng)放出的熱量為B KJ。寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式。                                     。

(4)將一定數(shù)量的C3H8-O2-KOH燃料電池按一定方式進(jìn)行串聯(lián)或者并聯(lián)組成電池組以滿足電解需要的電壓。現(xiàn)用該電池組電解500mL某CuSO4的稀溶液,電解后的溶液需要加入98克Cu(OH)2才能使溶液恢復(fù)到原硫酸銅溶液的濃度和質(zhì)量。若忽略電池組在電解過程中的能量損失,其能量全部用來電解CuSO4溶液,計(jì)算:

①原CuSO4的溶液的濃度。

②該電池組消耗的丙烷在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)的體積。

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2011屆湖北省補(bǔ)習(xí)學(xué)校高三聯(lián)合體大聯(lián)考理科綜合化學(xué)部分 題型:填空題

(本題16分).哥本哈根氣候變化峰會(huì)自2009年12月7日開幕以來,就被冠以“有史以來最重要的會(huì)議”、“改變地球命運(yùn)的會(huì)議”等各種重量級(jí)頭銜?v然世界各國仍就減排問題進(jìn)行著艱苦的角力,但低碳這個(gè)概念幾乎得到了廣泛認(rèn)同。中國慈善首富陳光標(biāo)2010年11月5號(hào)創(chuàng)作的低碳之歌——《讓我們?cè)倩氐綇那啊纷尩吞几拍钊谌氲矫總(gè)人的生活之中,減碳是每個(gè)人的責(zé)任。新能源開發(fā)中的燃料電池是低碳研究的重要領(lǐng)域。
(1)可燃性的有機(jī)物和氧氣在理論上都可以作為燃料電池中的反應(yīng)物,現(xiàn)以CxHyOz表示燃料電池中的有機(jī)反應(yīng)物,O2為正極反應(yīng)物,40%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液,請(qǐng)寫出CxHyOz-O2-KOH燃料電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式:                      。
(2)日本茨城大學(xué)研制了一種新型的質(zhì)子交換膜二甲醚燃料電池(DDFC),該電池有較高的安全性。電池總反應(yīng)為:CH3OCH3 +3O2=2CO2 +3H2O ,電池示意如圖,下列說法不正確的是:
 
A.a(chǎn)極為電池的負(fù)極
B.電池工作時(shí)電流由b極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到a極
C.電池正極的電極反應(yīng)為:O2 +2H2O+ 4e= 4OH
D.電池工作時(shí),1mol二甲醚被氧化時(shí)有6mol電子轉(zhuǎn)移
(3)若用C3H8-O2-KOH構(gòu)成燃料電池,當(dāng)有11克丙烷在電池的負(fù)極完全反應(yīng),則在電池的外電路上轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為   mol;此過程中放出的總能量為A KJ,并已知1molCO2與足量KOH溶液反應(yīng)放出的熱量為B KJ。寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式。                                     。
(4)將一定數(shù)量的C3H8-O2-KOH燃料電池按一定方式進(jìn)行串聯(lián)或者并聯(lián)組成電池組以滿足電解需要的電壓,F(xiàn)用該電池組電解500mL某CuSO4的稀溶液,電解后的溶液需要加入98克Cu(OH)2才能使溶液恢復(fù)到原硫酸銅溶液的濃度和質(zhì)量。若忽略電池組在電解過程中的能量損失,其能量全部用來電解CuSO4溶液,計(jì)算:
①原CuSO4的溶液的濃度。
②該電池組消耗的丙烷在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)的體積。

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科目:高中化學(xué) 來源:2010-2011學(xué)年湖北省高三聯(lián)合體大聯(lián)考理科綜合化學(xué)部分 題型:填空題

(本題16分).哥本哈根氣候變化峰會(huì)自2009年12月7日開幕以來,就被冠以“有史以來最重要的會(huì)議”、“改變地球命運(yùn)的會(huì)議”等各種重量級(jí)頭銜?v然世界各國仍就減排問題進(jìn)行著艱苦的角力,但低碳這個(gè)概念幾乎得到了廣泛認(rèn)同。中國慈善首富陳光標(biāo)2010年11月5號(hào)創(chuàng)作的低碳之歌——《讓我們?cè)倩氐綇那啊纷尩吞几拍钊谌氲矫總(gè)人的生活之中,減碳是每個(gè)人的責(zé)任。新能源開發(fā)中的燃料電池是低碳研究的重要領(lǐng)域。

(1)可燃性的有機(jī)物和氧氣在理論上都可以作為燃料電池中的反應(yīng)物,現(xiàn)以CxHyOz表示燃料電池中的有機(jī)反應(yīng)物,O2為正極反應(yīng)物,40%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液,請(qǐng)寫出CxHyOz-O2-KOH燃料電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式:                       。

(2)日本茨城大學(xué)研制了一種新型的質(zhì)子交換膜二甲醚燃料電池(DDFC),該電池有較高的安全性。電池總反應(yīng)為:CH3OCH3 +3O2 =2CO2 +3H2O , 電池示意如圖,下列說法不正確的是:

 

A.a(chǎn)極為電池的負(fù)極

B.電池工作時(shí)電流由b極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到a極

C.電池正極的電極反應(yīng)為:O2 +2H2O + 4e= 4OH

D.電池工作時(shí),1mol二甲醚被氧化時(shí)有6mol電子轉(zhuǎn)移

(3)若用C3H8-O2-KOH構(gòu)成燃料電池,當(dāng)有11克丙烷在電池的負(fù)極完全反應(yīng),則在電池的外電路上轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為    mol;此過程中放出的總能量為A KJ,并已知1molCO2與足量KOH溶液反應(yīng)放出的熱量為B KJ。寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式。                                      。

(4)將一定數(shù)量的C3H8-O2-KOH燃料電池按一定方式進(jìn)行串聯(lián)或者并聯(lián)組成電池組以滿足電解需要的電壓,F(xiàn)用該電池組電解500mL某CuSO4的稀溶液,電解后的溶液需要加入98克Cu(OH)2才能使溶液恢復(fù)到原硫酸銅溶液的濃度和質(zhì)量。若忽略電池組在電解過程中的能量損失,其能量全部用來電解CuSO4溶液,計(jì)算:

①原CuSO4的溶液的濃度。

②該電池組消耗的丙烷在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)的體積。

 

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