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【題目】CH3OH 是一種無色有刺激性氣味的液體,在生產生活中有重要用途。

Ⅰ.目前工業(yè)上有一種方法是用 CO2 生產燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應:CO2(g) +3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),該反應的能量變化如圖所示:

(1)你認為該反應為_____(填放熱或吸熱)反應.

(2)恒容容器中,對于以上反應,能加快反應速率的是_____。

a.升高溫度 b.充入 He c.加入催化劑 d.降低壓強

Ⅱ. CH3OH 也是一種重要的燃料,一定條件下發(fā)生反應:

2CH3OH(g)3O2(g) =2 CO2(g)4H2O(g)。

(3)某溫度下,將 4mol CH3OH 6 mol O2 充入 2 L 的密閉容器中經過 4 min 反應達到平衡,測得 c(O2)1.5mol·L1,4 min 內平均反應速率 υ(H2O)_____。

(4)CH3OH 燃料電池是目前開發(fā)最成功的燃料電池之一,這種燃料電池由甲醇、空氣(氧氣)、KOH(電解質溶液)構成。則下列說法正確的是_____(填序號)。

①電池放電時通入空氣的電極為負極

②電池放電時,電解質溶液的堿性逐漸減弱

③電池放電時每消耗 6.4 g CH3OH 轉移 1.2 mol 電子

(5) CH3OH、空氣(氧氣)、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極構成燃料電池,該電池中負極上的電極反應式是:____________________________。

【答案】放熱 ac 0.5mol·(L·min)-1 ②③ CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O

【解析】

Ⅰ.(1)結合反應物和生成物的總能量大小比較判斷反應放熱或吸熱;

(2)根據改變外界條件對化學反應速率的影響進行分析解答;

Ⅱ.(3)根據公式計算O2的化學反應速率,再結合化學計量數與化學反應速率成正比計算H2O的化學反應速率;

(4)、(5)CH3OH燃料電池中,KOH作電解質溶液,CH3OH作負極,失去電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,O2作正極,得到電子發(fā)生還原反應,電極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-,據此分析解答;

Ⅰ. (1)根據圖像可知,反應物的總能量大于生成物的總能量,因此該反應為放熱反應,故答案為:放熱;

(2)恒容容器中,對于反應CO2(g) +3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),

a.升高溫度,化學反應速率加快,a符合題意;

b.恒容條件下沖入He,各物質的濃度不變,化學反應速率不發(fā)生改變,b不符合題意;

c.加入催化劑可降低反應的活化能,化學反應速率加快,c符合題意;

d.降低壓強化學反應速率減慢,d不符合題意;

故答案為:ac;

Ⅱ.(3)4minO2轉化的物質的量為xmol,則有6mol-xmol=1.5mol/L×2L,x=3,則,由化學反應速率與化學計量數成正比可得υ(O2)υ(H2O)=34,則υ(H2O)=υ(O2)=×0.375mol·L-1·min-1=0.5 mol·L-1·min-1,故答案為:0.5mol·L-1·min-1;

(4)①根據上述分析可知,電池放電時,O2作正極,即通入空氣的電極為正極,①錯誤;

②電池放電時,電池的總反應為2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,電解質溶液的OH-不斷被消耗,堿性逐漸減弱,②正確;

③電池放電時,負極反應式為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,6.4gCH3OH的物質量為6.4g÷32g/mol=0.2mol,每消耗0.2molCH3OH轉移0.2mol×6=1.2mol電子,③正確;

故答案為:②③;

(5)根據上述分析可知,CH3OH燃料電池中,KOH作電解質溶液,CH3OH作負極,失去電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,故答案為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。

練習冊系列答案
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【題目】用酸性氫氧燃料電池為電源進行電解的實驗裝置示意圖如圖所示。下列說法正確的是

A.燃料電池工作時,正極反應為O2+2H2O+4e=4OH

B.此裝置用于鐵表面鍍銅時,a為鐵b為Cu,工作一段時間要使右池溶液復原可加入適量的CuO

C.a極是粗銅,b極是純銅時,a極逐漸溶解,b極上有銅析出

D.若a、b兩極均為石墨時,在相同條件下,a極產生的氣體與電池中消耗的H2體積相同

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【題目】鈉硫電池作為一種新型儲能電池,其應用逐漸得到重視和發(fā)展鈉硫電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉Na2SX分別作為兩個電極的反應物,固體Al2O3陶瓷可傳導Na+為電解質,其反應原理如圖1所示:

1根據表數據,請你判斷該電池工作的適宜應控制

_____填字母范圍內。

A100℃以下 B100300℃

C300350℃ D3502050℃

物質

Na

S

Al2O3

熔點/℃

97.8

115

2050

沸點/℃

892

444.6

2980

2放電時,電極A_____極,電極B發(fā)生_____反應氧化或還原)。

3充電時,總反應為Na2Sx2Na+xS,則陽極的電極反應式為:________________

4若把鈉硫電池作為電源,電解槽內裝有KI及淀粉溶液如圖2所示,槽內的中間用陰離子交換膜隔開通電一段時間后,發(fā)現左側溶液變藍色,一段時間后,藍色逐漸變淺則右側發(fā)生的電極方程式:________________;試分析左側溶液藍色逐漸變淺的可能原因是:___________________

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【題目】下列關于2甲基1丁烯[CH2=C(CH3)CH2CH3]的說法錯誤的是(

A. 1-丁烯(CH2=CHCH2CH3)互為同系物

B. 官能團有甲基、碳碳雙鍵

C. 該有機物的所有碳原子可能共平面

D. 與環(huán)戊烷()互為同分異構體

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【題目】(1)標準狀況下,1.7 g NH3_______L H2S氣體含有的氫原子數相同。

(2)2 molCO23 molSO3的原子數之比是__________

(3)常溫常壓下22.4CO2中分子個數___64SO2的分子個數(>、<或=”)

(4)標準狀況下,33.6LNH3所含電子的物質的量約為______mol,將其溶解于水配成1L的溶液,則溶液的物質的量濃度為__________mol/L

(5)在一定溫度和壓強下,0.4mol某氣體的體積為9.8L,則該條件下的氣體摩爾體積為________

(6)某鹽混合溶液中含有離子:Na+、Mg2+、Cl、SO42,測得Na+、Mg2+ Cl的物質的量濃度依次為:0.2molL1、0.25molL1、0.4molL1,則c(SO42)=__________

(7)有等體積的NaCl、CaCl2AlCl3三種溶液,分別與足量的AgNO3溶液反應,若生成沉淀的質量相等,則三種溶液中所含溶質的物質的量濃度之比為_____________。

(8)標準狀況下,NH3CH4組成的混合氣體的平均密度為0.75g/L,該混合氣體的平均摩爾質量為_________________,NH3的體積分數為______________.

(9)VmLAl2(SO4)3溶液中含Al3+ ag,取0.5VmL溶液稀釋到2VmL,則稀釋后溶液中SO42的物質的量濃度是_____________mol/L。

Ⅱ.請按照要求完成下列方程式。

(1)寫出泡沫滅火器反應原理的離子方程式:_______________________________________。

(2)鐵與水蒸氣高溫下反應的化學方程式:____________________________________________。

(3)NaCN屬于劇毒物質,有一種處理方法其原理為CNS2O32-反應生成兩種離子,一種與Fe3可生成紅色溶液,另一種與H作用產生能使品紅溶液褪色的刺激性氣體,寫出CNS2O32-反應的離子方程式:___________________________________。

(4)亞硝酸鹽是毒性較強的物質,其具有較強的還原性,將亞硝酸鈉溶液滴加到K2Cr2O7酸性溶液(橙色)中,溶液由橙色變?yōu)榫G色(Cr3),試寫出反應的離子方程式:__________________________

(5)NaHSO4溶液滴入氫氧化鋇溶液中至中性的離子反應方程式:_____________________

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【題目】25℃時,用0.100 mol·L1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 mol·L1HNO2溶液,與所加NaOH溶液體積的關系如圖所示,下列說法錯誤的是(

A. 25 ℃時,0.100 mol·L1HNO2溶液的pH2.75

B. B點對應的溶液中,2c(H)c(HNO2)c(NO2-)2c(OH)

C. C點對應的溶液的pH7,加入NaOH溶液的體積為20.00 mL

D. 滴定過程中從AD點溶液中水的電離程度先增大后減小

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【題目】堿性鋅錳電池是日常生活中消耗量最大的電池,其構造如圖所示。放電時總反應為:Zn+2H2O+2MnO2=Zn(OH)2+2MnOOH。

從廢舊堿性鋅錳電池中回收ZnMnO2的工藝如圖所示:

回答下列問題:

(1)MnOOH中,Mn元素的化合價為_________

(2)“還原焙燒過程中,高價金屬化合物被還原為低價氧化物或金屬單質(其中MnOOHMnO2被還原成MnO),主要原因是粉料中含有_________。

(3)“凈化是為了除去浸出液中的Fe2,方法是:加入______(填化學式)溶液將Fe2氧化為Fe3,再調節(jié)pH使Fe3沉淀完全。常溫下,已知浸出液中Mn2Zn2的濃度約為0.1 mol/L,根據下列數據計算,調節(jié)pH的合理范圍是________________。(離子濃度小于1×105 mol/L即為沉淀完全)

化合物

Mn(OH)2

Zn(OH)2

Fe(OH)3

Ksp近似值

1013

1017

1038

(4)“電解時,陽極的電極反應式為_________。本工藝中應循環(huán)利用的物質是_______(填化學式)。

(5)若將粉料直接與鹽酸共熱反應后過濾,濾液的主要成分是ZnCl2MnCl2,且生成一種黃綠色氣體,粉料中的MnOOH與鹽酸反應的化學方程式為__________。

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【題目】硫酸鎳是一種重要的化工中間體,是鎳行業(yè)研究的熱點。一種以石油化工中的廢鎳催化劑(主要成分為NiCO3SiO2,還含有少量Fe2O3、Cr2O3)為原料制備硫酸鎳的工業(yè)流程如圖:

已知:Ⅰ.NiS、Ni(OH)2、Cr(OH)3均難溶于水,Cr(OH)3是兩性氫氧化物;

Ⅱ.Fe(OH)3不溶于NH4Cl-氨水的混合液,Ni(OH)2溶于NH4Cl氨水的混合液生成[Ni(NH3)6]2+。

請回答下列問題:

(1)“酸溶時為加快反應速率,提高鎳元素的浸出率,可以采取的措施有:________。

(2)“濾渣Ⅰ的主要成分為__(填化學式),該物質在工業(yè)上的用途為_________(任寫一種)。

(3)“一次堿析時,加入的NaOH溶液需過量,其目的是_________。

(4)“氨解發(fā)生反應的離子方程式為________。凈化時通入H2S的目的是_______

(5)“氧化時發(fā)生反應的化學方程式為_________。

(6)“系列操作具體是指_________、過濾、洗滌、干燥。

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【題目】在120、101kPa下,a mL由氫氣、乙烯組成的混合氣體在b mL氧氣中充分燃燒后,恢復到原溫度和壓強。已知b > 3a,且燃燒后氣體體積縮小了b/16mL,則乙烯的體積為( )

A.b/16mL     B.b/8mL       C.(a- b/8) mL    D.(a+ b/8) mL

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