以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐,电池总反应方程式为:C3H8 +5O2 = 3CO2+ 4H2O。(
题型:不详难度:来源:
以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐,电池总反应方程式为:C3H8 +5O2 = 3CO2+ 4H2O。 (1)已知: 2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l) ∆H1 C(s) + O2(g) = CO2 (g) ∆H2 2C(s) + O2(g) = 2CO(g) ∆H3 则C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) ∆H= (用∆H1、∆H2、∆H3表示) (2)写出该电池正极的电极反应式: ,电池工作时CO32-移向 ;用该电池电解1000 mL 1mol/L的AgNO3溶液,此电解池的反应方程式为 ;当电池消耗0.005 mol C3H8时,被电解溶液的pH为 (溶液体积变化忽略不计)。 |
答案
(1)1/2∆H1-3/2 ∆H3+3∆H2 (2)O2+2CO2+4e-2CO32-;负极; 4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3 ; 1 |
解析
试题分析:(1)2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l) ∆H1 ① C(s) + O2(g) = CO2 (g) ∆H2 ② 2C(s) + O2(g) = 2CO(g) ∆H3 ③ 则由盖斯定律 ①/2+3×②- 3/2×③ 得到C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) ∆H=1/2∆H1-3/2 ∆H3+3∆H2; (2)C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)正极反应式O2+2CO2+4e-2CO32-;电池工作时CO32-阴离子移向负极。电解AgNO3溶液的方程式4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3;当电池消耗0.005 mol C3H8时,转移的电子的物质的量是0.1 mol,已知4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3中,e-H+ ,生成H+的物质的量是0.1 mol,c(H+)=0.1 mol/L, pH=1 |
举一反三
据报道,一定条件下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。 已知:①CH3CH2OH(l) +3 O2 (g) = 2CO2(g) +3H2O(l) △H=-1366.8 kJ/ mol ②2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O(l) △H=" -571.6" kJ/ mol (1)写出由CO2和H2 反应合成CH3CH2OH (l)和H2O(l)的热化学方程式 。 (2)碱性乙醇燃料电池易储存,易推广,对环境污染小,具有非常广阔的发展前景。该燃料电池中,使用铂作电极,KOH溶液做电解质溶液。请写出该燃料电池负极上的电极反应式为 。 (3)用乙醇燃料电池电解400 mL 饱和食盐水装置可简单表示如下图:
该装置中发生电解反应的方程式为 ;在铁棒附近观察到的现象是 ;当阴极产生448 mL气体(体积在标准状况下测得)时,停止电解,将电解后的溶液混合均匀,溶液的pH为 。(不考虑气体的溶解及溶液体积的变化) |
I.已知:反应H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH=" —184" kJ/mol 4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=" —115.6" kJ/mol 请回答: (1)H2与O2反应生成气态水的热化学方程式 (2)断开1 mol H—O 键所需能量约为 kJ II.试运用所学知识,解决下列问题: (1)已知某反应的平衡表达式为:,它所对应的化学方程式为: (2)已知在400℃时,N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) △H<0 的K=0.5,则400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应v(N2)正 v(N2)逆(填:>、<、=、不能确定)(1分) 欲使得该反应的化学反应速率加快,同时使平衡时NH3的体积百分数增加,可采取的正确措施是 (填序号)(1分) A.缩小体积增大压强 B.升高温度 C.加催化剂 D.使氨气液化移走 (3)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:A(g) + 3B(g) 2C(g) + D(s) ΔH,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:
t/K
| 300
| 400
| 500
| …
| K/(mol·L—1)2
| 4×106
| 8×107
| K1
| …
| 请完成下列问题: ①判断该反应的ΔH 0(填“>”或“<”) (1分) ②在一定条件下,能判断该反应一定达化学平衡状态的是 (填序号) A.3v(B)(正)=2v(C)(逆) B.A和B的转化率相等 C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变 (4)以天然气(假设杂质不参与反应)为原料的燃料电池示意图如图所示。
①放电时,负极的电极反应式为 ②假设装置中盛装100.0 mL 3.0 mol·L—1 KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8 960 mL。放电完毕后,电解质溶液中各离子浓度的大小关系为 |
已知在25℃时: ①2C(石墨)+O2(g)=2CO(g) △H1=-222kJ/mol ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=-484kJ/mol ③C(石墨)+O2(g)=CO2 △H3=-394kJ/mol 则25℃时,CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的反应热△H4为:A.-82kJ/mol | B.-41kJ/mol | C.-312kJ/mol | D.+41kJ/mol |
|
甲醇是一种很好的燃料,工业上可用多种原料通过不同的反应制得甲醇。 (1)已知在常温常压下:
(2)工业上正在研究利用来生产甲醇燃料的方法,该反应为:
在某温度下,将6mol CO2和8molH2充入容积为2L的密闭容器中,8分钟时达平衡状态,H2的转化率为75%。请回答: ②用CH3OH表示该反应在0-8min内的平均反应速率v(CH3OH)=____. ②此温度下该反应平衡常数K=____________mol; ③若在上述平衡体系中,再充入2mol H2,反应达到平衡后H2的转化率____________75% (填“大于”、“小于”或“等于”)。 (3)一氧化碳与氢气也可以合成甲醇: ①若该反应在恒温恒容条件下进行,下列说法正确的是____; a.若混合气体的密度不再改变,说明反应已达化学平衡状态 b.反应达到平衡后,通入CH3OH(g)使压强增大,平衡向右移动 c.反应达到平衡后,通入氩气使压强增大,平衡向右移动 d.反应达到平衡后,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小 e.若使用催化剂,会改变反应的途径,但反应的不变 ②某温度下,在一个容积为2L的密闭容器中进行该反应,已知此温度下的平衡常数K=50L2/mol2,反应到某时刻测得各组分的物质的量如下:
请比较此时正、逆反应速率的大小:(填“>”、“<”或“=”) |
雾霾已经严重影响我们的生存环境。火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。
图22-1 图22-2 图22-3 (1)利用甲烷催化还原NOx: ①CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g) △H1=-574kJ•mol-1 ②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H2=-1160kJ•mol-1 甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。 (2)将CO2转化为甲醇的热化学方程式为: CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H3 ①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线(见图22-1),则上述CO2转化为甲醇反应的△H3 0(填“>”、“<”或“=”)。 ②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图22-2所示。 下列说法正确的是 (填字母代号)。A.第10min后,向该容器中再充入1molCO2和3molH2,则再次达到平衡时c(CH3OH) ="1.5" mol/L | B.达到平衡时,氢气的转化率为0.75 | C.0~10分钟内,氢气的平均反应速率为0.075mol/(L•min) | D.该温度下,反应的平衡常数的值为3/16 | E.升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)增大 (3)某种脱硫工艺中将烟气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1∶1,则该反应的化学方程为 。 (4)电化学降解NO3- 的原理如题22-3图所示。 ①电源正极为 (填“A”或“B”),阴极反应式为 。 ②若电解过程中转移了1mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)为 g。 |
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