题目列表(包括答案和解析)
甲醇燃料电池中发生的化学反应为:如果在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳,如果在碱性条件则生成碳酸根离子和水.下列说法正确的是 | |
[ ] | |
A. |
该电池酸性溶液中负极发生的反应是 CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e |
B. |
该电池酸性溶液中负极发生的反应是 O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O(1) |
C. |
该电池碱性溶液中正极发生的反应是 CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e- |
D. |
该电池碱性溶液中正极发生的反应是 O2(g)+2H2O(1)+4e-=4OH- |
碳及其化合物有广泛的用途。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+ H2O(g) CO(g) +H2(g) ΔH= +131.3 kJ•mol-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是 。(填序号)
A.升高温度 B.增加碳的用量 C.加入催化剂 D.用CO吸收剂除去CO
(2)又知,C(s)+ CO2(g) 2CO(g) △H=+172.5kJ•mol-1
则CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的焓变△H=
(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨做电极,该电池负极反应式为: 。
若用该电池提供的电能电解60mL NaCl溶液,设有0.01molCH3OH完全放电,NaCl足量,且电解产生的Cl2全部溢出,电解前后忽略溶液体积的变化,则电解结束后所得溶液的pH=
(4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol[学科 |
达到平衡所x需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
||
900 |
1.0 |
2.0 |
0.4 |
1.6 |
3.0 |
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字) 。
改变反应的某一条件,反应进行到tmin时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示) 。
(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ•mol-1。实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图。
不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图1。
图1 图2
请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为 。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
碳及其化合物有广泛的用途。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+ H2O(g) CO(g) +H2(g) ΔH=" +131.3" kJ?mol-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是 。(填序号)
A.升高温度 | B.增加碳的用量 | C.加入催化剂 | D.用CO吸收剂除去CO |
温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol[学科 | 达到平衡所x需时间/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | ||
900 | 1.0 | 2.0 | 0.4 | 1.6 | 3.0 |
nA |
tA |
2-a |
2 |
2-a |
2 |
科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10mol液态水消耗的能量是__________kJ;
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为________________________________;
(3)在容积为2L的密闭容器中,由一定量的CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);下列说法正确的是___________(填序号)
① 温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)= mol·L-1·min-1
② 该反应在T1时的平衡常数比T2时的大
③ 该反应的 △H < 0
④ 处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时容器中气体密度减小
⑤ 处于A点时容器中的压强比处于B点时容器中的压强大
(4)在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a, 则容器内的压强与起始压强之比为___________;
(5)在直接以甲醇为燃料的电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为________________________。
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