【題目】甲烷作為一種新能源在化學領域應用廣泛,請回答下列問題。

(1)高爐冶鐵過程中,甲烷在催化反應室中產(chǎn)生水煤氣(COH2)還原氧化鐵,有關反應為:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+260 kJ·mol1

已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol1。

CH4O2反應生成COH2的熱化學方程式為______________________

(2)如下圖所示,裝置為甲烷燃料電池(電解質溶液為KOH溶液),通過裝置實現(xiàn)鐵棒上鍍銅。

a處應通入________(“CH4“O2”),b處電極上發(fā)生的電極反應式是_________________

②電鍍結束后,裝置中溶液的pH________(填寫變大”、“變小不變”,下同),裝置Cu2的物質的量濃度________。

③電鍍結束后裝置溶液中的陰離子除了OH以外還含有________(忽略水解)。

④在此過程中若完全反應,裝置中陰極質量變化12.8 g,則裝置中理論上消耗甲烷________L(標準狀況下)

【答案】2CH4(g)O2(g)=2CO(g)4H2(g) ΔH=-46 kJ·mol1CH4O22H2O4e=4OH變小不變CO32-1.12

【解析】

(1)CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)H=+260kJmol-1,2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)H=-566kJmol-1,將方程式2+②得 2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)H=-46kJmol-1 ,故答案為:2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)H=-46kJmol-1

(2)II中首先鍍銅,則Cu作陽極、Fe作陰極,Ia處電極為負極、b處電極為正極,負極上通入燃料、正極上通入氧化劑,所以a處通入的氣體是甲烷;甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水,電極反應為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,b處通入氧氣,電極反應式為O2+2H2O+4e=4OH,故答案為:CH4;O2+2H2O+4e=4OH;

②根據(jù)I中電池反應為CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,KOH參加反應導致溶液中KOH濃度降低,則溶液的pH減。II中發(fā)生電鍍,陽極上溶解的銅質量等于陰極上析出銅的質量,則溶液中銅離子濃度不變,故答案為:變小;不變;

I中負極反應為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,所以還有碳酸根離子生成,故答案為:CO32-;

④串聯(lián)電路中轉移電子相等,所以消耗甲烷的體積=×22.4L/mol=1.12L,故答案為:1.12。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】我國三峽工程所提供的清潔、廉價、可再生的水電,相當于每年燃燒3000萬噸原煤的火力發(fā)電廠產(chǎn)生的電能,因此三峽工程有助于控制

①溫室效應 ②S02的排放 ③白色污染 ④臭氧空洞

A. ①②③④ B. ①②③ C. ①②④ D. ①②

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某卡車在啟動、剎車時排出大量濃煙,由此可以判斷此卡車所用的燃料是

A.酒精B.汽油C.柴油D.液化石油氣

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】肼(H2NNH2)是一種高能燃料,有關化學反應的能量變化如下圖所示。已知斷裂1 mol化學鍵所需的能量(kJ)N≡N942、O=O500、N—N154,則斷裂1 mol N—H鍵所需的能量(kJ)是:

A. 194 B. 391 C. 516 D. 658

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上從電解精煉銅的陽極泥(成分為CuS、Cu2Se、Cu2Te 和少量金屬單質Au) 中回收碲、硒的工藝流程如下:

已知:①TeO2是兩性氧化物。

②Se和TeO2的物理性質如下:

物理性質

熔點

沸點

水溶性

Se

221℃

685℃

難溶于水

TeO2

733℃

1260℃

微溶于水

(1)Se在周期表中的位置為____________。

(2)SeO2與SO2的混合煙氣可用水吸收制得單質Se,當有2 mol電子轉移時,會生成______mol Se。過濾所得粗硒可采用真空蒸餾的方法提純獲得純硒,采用真空蒸餾的目的是_______________。

(3)“堿浸”過濾得到濾渣的主要成分是_______(填化學式)。

(4)“沉碲”時控制溶液的pH為4.5-5.0,生成TeO2沉淀。如果H2SO4的濃度過大,將導致“沉碲”不完全,原因為_______________________________________。

(5)“酸溶”將TeO2先溶于硫酸得到Te(SO4)2,然后加入Na2SO3溶液進行還原,還原碲的離子反應方程式是_______________________________________

(6)常溫下,SeO2與NaOH溶液反應所得NaHSeO3溶液的pH______7(填“>”“<”或“=”),請通過計算說明_____________________________。(已知25℃時,亞硒酸(H2SeO3)的Ka1=2.5×10-3,Ka2=2.5×10-7)

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】已知:從石油中獲得A是目前工業(yè)上生產(chǎn)A的主要途徑,A的產(chǎn)量通常用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平,F(xiàn)以A為主要原料合成乙酸乙酯,其合成路線如圖所示。

  

回答下列問題:

(1)寫出A的結構簡式______________。

(2)B、D分子中的官能團名稱分別是__________________________________。

(3)寫出下列反應的反應類型:①________________,________。

(4)寫出下列反應的化學方程式:

_______________________________

_______________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】相同質量的鋁分別投入足量的下列物質中反應生成氫氣,消耗溶質物質的量最少的是

A. 稀硫酸 B. 稀鹽酸 C. 氫氧化鋇溶液 D. 氫氧化鈉溶液

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】電池式氧傳感器原理構造如圖,可測定O2的含量。工作時鉛極表面會逐漸附著Pb(OH)2。下列說法不正確的是( )

A. Pt電極上發(fā)生還原反應

B. 隨著使用,電解液的堿性逐漸減弱

C. a ×10-3molO2反應,理論上可使Pb電極增重68a mg

D. Pb電極上的反應式為Pb+2OH--2e-=Pb(OH)2

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】原電池原理的發(fā)現(xiàn)是儲能和供能技術的巨大進步,是化學對人類的項重大貢獻。

(1)某課外實驗小組欲探究鋁和銅的金屬性(原子失電子能力)強弱,同學們提出了如下實驗方案:

A.比較鋁和銅的硬度和熔點

B.比較二者在稀硫酸中的表現(xiàn)

C.用鋁片、銅片、硫酸鋁溶液、硫酸銅溶液,比較二者的活動性

D.分別做鋁片、銅片與NaOH溶液反應的實驗

E.將鋁片、銅片用導線連接后共同投入稀鹽酸中接入電流計,觀察電流方向

上述方案中能達到實驗目的的是_________________。

(2)現(xiàn)有如下兩個反應:A.NaOH+HCl=NaCl+H2O B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2。上述反應中能設計成原電池的是________ (填字母代號),作負極的物質發(fā)生了________反應(氧化還原”)。

(3)將純鋅片和純銅片按如圖所示方式插入100mL相同濃度的稀硫酸一段時間,回答下列問題:

①下列說法正確的是________ (填字母代號)

A.甲、乙均為化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置 B.乙中銅片上沒有明顯變化

C.甲中銅片質量減少、乙中鋅片質量減少 D.兩燒杯中溶液的酸性均減弱

②在相同時間內(nèi),兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度:甲________(“>”“<”“=”)。原因是________

③當甲中產(chǎn)生1.12L(標準狀況)氣體時,將鋅、銅片取出,再將燒杯中的溶液稀釋至1L,測得溶液中c(H+)=0.1mol/L(設反應前后溶液體積不變)。試確定原稀硫酸的物質的量濃度為____________。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案