（Ⅰ）甲醇燃料電池（DNFC）被認為是21世紀電動汽車最佳候選動力源。
（1）25℃、101 kPa時，1 mol CH3OH完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出熱量726.51 kJ/mol，則甲醇燃燒的熱化學方程式為:　　　　                                    　 。
（2）甲醇燃料電池的結構示意圖如下。甲醇進入      極（填“正”或“負”），寫出該極的電極反應式                       。

（Ⅱ）鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負極隔板是惰性材料，電池總反應式為：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42－2PbSO4＋2H2O，請回答下列問題（不考慮氫、氧的氧化還原）：
（1）放電時：正極的電極反應式是                      電解液中H2SO4的濃度將變　　　 ；
（2）在完全放電耗盡PbO2和Pb時，若按右圖連接，電解一段時間后，則在A電極上生成　　　　B電極上生成　　　     　。

 

（Ⅰ）（1）CH3OH(l) + 3/2 O2(g)= CO2(g) + 2H2O(l)  △H ="-726.51" kJ/mol 
（2）負   CH3OH + H2O -6 e－= CO2+ 6 H＋
（Ⅱ）（1）PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－＝PbSO4＋2H2O 小 （2）Pb  PbO2

解析試題分析：（Ⅰ）（1）1molCH3OH完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物為氣態(tài)二氧化碳和液態(tài)水，放出熱量726.51kJ/mol，以此書寫熱化學方程式；（2）甲醇燃料電池中，甲醇為負極，電解質為酸，甲醇失去電子生成二氧化碳；（Ⅱ）（1）電池總反應式為：Pb+PbO2+4H++2SO2-42PbSO4+2H2O，寫出電極反應為：負極電解反應：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 ，正極電極反應：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，放電時：正極的電極反應式是PbO2+2e-+4H++2SO42-=PbSO4+2H2O；電解液中H2SO4的濃度將減少；當外電路通過1mol電子時，依據(jù)電子守恒計算理論上負極板的質量增加；（2）在完全放電耗盡PbO2和Pb時，電極上是析出的PbSO4，若按題右圖連接B為陽極應是失去電子發(fā)生氧化反應，A為陰極是得到電子發(fā)生還原反應，實質是電解反應，B電極上發(fā)生反應為：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++2SO42-，A電極發(fā)生反應為：PbSO4=Pb-2e-+SO42-，所以A電極上生成Pb；B極生成PbO2，此時鉛蓄電池的正負極的極性將對換。
考點：熱化學方程式；化學電源新型電池；用蓋斯定律進行有關反應熱的計算

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

(1)已知：H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
H2(g)=H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
O2(g)=O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ·mol－1
H2O(l)=H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
請寫出液氫和液氧反應生成氣態(tài)水的熱化學方程式：__________________________
電解質溶液為KOH溶液的氫氧燃料電池，其負極的電極反應式為____________________________________。
(2)如圖表示373 K時，反應A(g)2B(g)在前110 s內(nèi)的反應進程。

①此反應的平衡常數(shù)表達式K＝________。
②373 K時反應進行到70 s時，改變的條件可能是________，反應進行到90 s時，改變的條件可能是________。

A．加入催化劑B．擴大容器體積C．升高溫度D．增大A的濃度
③請在圖中畫出反應物A在0～70 s時的濃度變化曲線。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

利用太陽能分解水生成的氫氣，在催化劑作用下氫氣與二氧化碳反應生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱ΔH分別為－285.8 kJ·mol－1、－283.0 kJ·mol－1和－726.5 kJ·mol－1。請回答下列問題：
（1）用太陽能分解10 mol水消耗的能量是          kJ。
（2）液態(tài)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳氣體和液態(tài)水的熱化學方程式為                                                                    。
（3） 在容積為2 L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，反應式：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，在其他條件不變的情況下，考察溫度對反應的影響，實驗結果如下圖所示(注：T1、T2均大于300 ℃)：

①可逆反應的平衡常數(shù)表達式K＝                
②下列說法正確的是            

A．溫度為T1時，從反應開始到平衡，生成甲醇
的平均速率為v(CH3OH)＝mol·L－1·min－1 
B．該反應在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小  
C．該反應為放熱反應 
D．處于A點的反應體系從T1變到T2，達到平衡時增大 
③在T1溫度時，將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉恒容容器中，充分反應達到平衡后，若CO2的轉化率為α，則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為                  ；
（4） 在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質溶液為酸性，總反應式為
2CH3OH + 3O2＝2CO2＋4H2O，則正極的反應式為                             ；
負極的反應式為                                                          。[來

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

由于溫室效應和資源短缺等問題，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)生反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，如圖表示該反應進行過程中能量(單位為kJ·mol－1)的變化。

（1）關于該反應的下列說法中，其△H     0。(填“大于”、“小于”或“等于”)， 且在     （填“較高”或“較低”）溫度下有利于該反應自發(fā)進行。
（2）該反應平衡常數(shù)K的表達式為               。
（3）溫度降低，平衡常數(shù)K            (填“增大”、“不變”或“減小”)。
（4）若為兩個容積相同的密閉容器,現(xiàn)向甲容器中充入1 mol CO2(g)和3 molH2(g)，乙容器中充入1mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)，在相同的溫度下進行反應,達到平衡時,甲容器內(nèi)n(CH3OH)　　   (填“大于”“小于”或“等于”)乙容器內(nèi)n(CH3OH)。
（5）已知：CO(g)+2H2(g) = CH3OH (g) △H=" -116" kJ?mol-1；CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H="-283" kJ?mol-1；H2 (g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H="-242" kJ?mol-1 ,寫出CH3OH燃燒生成CO2和水蒸氣的熱化學方程式______________________________________。
（6）以甲醇和氧氣為燃料，氫氧化鉀溶液為電解質溶液構成電池。
①負極的電極反應式為                                    。
②若以石墨為電極，電解硫酸銅溶液，寫出電解的總反應方程式             。若以此燃料電池電解200 mL 0.8mol/L的硫酸銅溶液，當消耗1.6甲醇時，在陰極會析出             g銅。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

研究二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等大氣污染物的治理具有重要意義。
（1）對PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣中除H+和OH﹣外其它水溶性離子的化學組分及其平均濃度如下表：

離子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3﹣
Cl﹣
濃度/mol·L-1
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
 
根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷試樣的pH =        
（2）含SO2的工業(yè)廢氣處理：廢氣的將含有SO2的廢氣通過裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫，在廢氣脫硫的過程中，所用的石灰石漿液在進入脫硫裝置前，需通一段時間的二氧化碳，以增加其脫硫效率；脫硫時控制漿液的pH值，此時漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被氧氣快速氧化生成硫酸鈣。
二氧化碳與石灰石漿液反應得到的產(chǎn)物為             。
亞硫酸氫鈣被足量氧氣氧化生成硫酸鈣的化學方程式為                。
（3）汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉化。
①已知氣缸中生成NO的反應為：N2(g)+O2(g） 2NO(g） H＞0
汽車啟動后，氣缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是                 。
②在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉化器，使NO和CO迅速發(fā)生反應轉化成對環(huán)境無污染的氣體，可減少CO和NO的污染，反應的化學方程式為              。
（4）用CH4催化還原NOx可消除氮的氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4NO2(g）＝ 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）△H＝－574kJ·mol—1
CH4(g)＋4NO(g）＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）△H＝－1160kJ·mol—1
H2O(g）＝ H2O(l）△H＝－144kJ·mol—1
取標準狀況下4.48LCH4還原NO2和NO的混合物，若氮氧化物完全被還原，且生成H2O(l)，則放出的總熱量Q的取值范圍是              。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

氮是地球上含量豐富的一種元素，其單質及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
（1）一定溫度下，在1L容積恒定的密閉容器中充入2 mol N2和8molH2并發(fā)生反應。10min達平衡，測得氨氣的濃度為0．4 mol·L－1，此時氮氣的轉化率為________。若想提高氨氣的產(chǎn)率，根據(jù)化學平衡移動原理，提出合理的建議______________（寫出一條即可）。
（2）如圖是1mol NO2（g）和1mol CO（g）反應生成lmol CO2（g）和1 mol NO（g）過程中能量變化示意圖，請寫出該反應的熱化學方程式_____________________。

（3）在容積恒定的密閉容器中，進行如下反應：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）△H＜0，其平衡常數(shù)K與溫度T的關系如下表：

①該反應的平衡常數(shù)表達式：K＝_____________；
②試判斷K1__________K2（填寫“＞”“＝”或“＜”）；
③NH3（g）燃燒的方程式為：4NH3（g）＋7O2（g）＝4NO2（g）＋6H2O（l），已知：
①2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）   △H＝－483．6 kJ／mol
②N2（g）＋2O2（g）2NO2（g）   △H＝＋67．8 kJ／mol
③N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）   △H＝－92．0 kJ／mol
請計算NH3（g）的燃燒熱________kJ／mol。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（Ⅰ）甲醇是一種新型的汽車動力燃料，工業(yè)上可通過CO和H2化合制備甲醇，該反應的熱化學方程式為：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H
已知某些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表：

化學鍵
C—C
C—H
H—H
C—O
C≡O
H—O
鍵能/kJ·mol－1
348
413
436
358
1072
463
 
請回答下列問題：
（1）已知CO中的C與O之間為叁鍵連接，該反應的△H=               ；
（2）某化學研究性學習小組模擬工業(yè)合成甲醇的反應，在容積固定為2L的密閉容器內(nèi)充入1molCO和2molH2，加入合適催化劑（體積可以忽略不計）后在250°C開始反應，并用壓力計監(jiān)測容器內(nèi)壓強的變化如下：
反應時間/min
0
5
10
15
20
25
壓強/MPa
12．6
10．8
9．5
8．7
8．4
8．4
 
則從反應開始到20min時，以CO表示的平均反應速率=      ，該溫度下平衡常數(shù)K=     ，若升高溫度則K值      （填“增大”、“減小”或“不變”）；
（3）下列描述中能說明上述反應已達平衡的是       ；
A．2v(H2)正=v(CH3OH)逆
B．容器內(nèi)氣體的平均摩爾質量保持不變
C．容器中氣體的壓強保持不變
D．單位時間內(nèi)生成nmolCO的同時生成2nmolH2
（Ⅱ）回答下列問題：
（1）體積均為100ml pH=2的CH3COOH與一元酸HX，加水稀釋過程中pH與溶液體積的關系如圖所示，則Ka(HX) ______ Ka(CH3COOH)（填＞、＜或＝）

（2）25℃時，CH3COOH與CH3COONa的混合溶液，若測得pH=6，則溶液中C(CH3COO?)-c(Na+)=____________mol·L-1(填精確值)。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

乙醇汽油是一種由糧食及各種植物纖維加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。按照我國的國家標準，乙醇汽油是用90%的普通汽油與10%的乙醇調(diào)和而成。
（1）由糧食或各種植物纖維可得到葡萄糖，寫出葡萄糖制得乙醇的化學方程式:                              。
（2）在常溫常壓下，1gC2H5OH完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時放出29.71 kJ熱量，表示該反應的熱化學方程式為                               。
（3）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加入乙醇的Pt電極的電極反應式為_________________________。
②在工作過程中，乙池中兩電極均收集到標準狀況下224mL氣體時，甲池中理論上消耗氧氣的體積為       mL(標準狀況下)；若此時乙池溶液體積為200mL，則乙池中溶液的pH為      。
③若要使②中乙池的溶液完全恢復到起始狀態(tài)，可向乙池中加入      (填代號)

A．0.01molCu
B．0.01molCuO
C．0.01molCu(OH)2
D．0.01molCuCO3
E．0.01molCuSO4
F．0.005molCu2(OH)2CO3

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（11分）研究燃料的燃燒和對污染氣體產(chǎn)物的無害化處理，對于防止大氣污染有重要意義。
（1）將煤轉化為清潔氣體燃料：
已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H= ?241．8kJ/mol 
C(s)+1/2O2(g)=CO(g)  H= ?110．5kJ/mol
寫出焦炭與水蒸氣反應制H2和CO的熱化學方程式                         。
（2）一定條件下，在密閉容器內(nèi)，SO2被氧化成SO3的熱化學方程式為：2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)；
△H=?a kJ/mo1，在相同條件下要想得到2akJ熱量，加入各物質的物質的量可能是            
A．4mo1 SO2和2mol O2　　　　　 B．4mol SO2、2mo1 O2和2mol SO3
C．4mol SO2和4mo1 O2　　　     D．6mo1 SO2和4mo1 O2
（3）汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉化：
①已知氣缸中生成NO的反應為：N2(g)+O2(g)  2NO(g) H＞0
在一定溫度下的定容密閉容器中，能說明此反應已達平衡的是          
A．壓強不變                   B．混合氣體平均相對分子質量不變
C．2v正(N2)＝v逆(NO)           D． N2的體積分數(shù)不再改變
②汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO，有人設想按下列反應除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g) H＞0，
簡述該設想能否實現(xiàn)的依據(jù)                                                             。
（4）燃料CO、H2在一定條件下可以相互轉化：CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)。在420℃時，平衡常數(shù)K=9。若反應開始時，CO、H2O的濃度均為0．1mol/L，則CO在此反應條件下的轉化率為              。

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