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    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)在溶积为2L的密闭容器中.由CO2和H2合成甲醇.在其他条件不变得情况下.考察温度对反应的影响.实验结果如下图所示(注:T1.T2均大于300℃), 下列说法正确的是 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时的小 ③该反应为放热反应 ④处于A点的反应体系从T1变到T2.达到平衡时增大 (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电池中.电解质溶液为酸性.负极的反应式为 .正极的反应式为 .理想状态下.该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ,则该燃料电池的理论效率为 (燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比) 解析:(1)氢气的燃烧热是-285.8kJ·mol-1.即每生成1mol的水就放出285.8kJ的能量.反之分解1mol的水就要消耗285.8kJ的能量.所以用太阳能分解10mol水消耗的能量是2858kJ, 和CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式 ①CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g) △H＝-283.0kJ·mol-1, ②CH3OH(l) +3/2O2(g)＝CO2(g)+2 H2O(l) △H＝-726.5kJ·mol-1, 可知②-①得到CH3OH(l) +O2+2 H2O(l) △H＝-443.5kJ·mol-1, (3)CO2和H2合成甲醇的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g).由图像可知B曲线先得到平衡.因此温度T2＞T1.温度高平衡时甲醇的物质的量反而低.说明正反应是放热反应.升高温度平衡向逆反应方向移动.不利于甲醇的生成.平衡常数减小.即②错③正确,温度为T1时.从反应开始到平衡.生成甲醇的物质的量为mol.此时甲醇的浓度为.所以生成甲醇的平均速率为:v(CH3OH)= mol·L-1·min-1.因此①不正确,因为温度T2＞T1.所以A点的反应体系从T1变到T2时.平衡会向逆反应方向移动.即降低生成物浓度而增大反应物浓度.所以④正确. . (5)在甲醇燃料电池中.甲醇失去电子.氧气得到电子.所以负极的电极反应式是CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+.正极的电极反应式是3/2O2+6e-+6H+=3H2O,甲醇的燃烧热是-726.5kJ·mol-1.所以该燃料电池的理论效率为. 答案:CH3OH(l) +O2+2 H2O(l) △H＝-443.5kJ·mol-1, 1-a/2, (5)CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+.3/2O2+6e-+6H+=3H2O.96.6% 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    （1）（2011?江苏高考，节选）Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，其电解质溶液为 KOH 溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn（OH）4，写出该电池反应方程式：
    Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O═2K2Zn（OH）4+2Ag
    Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O═2K2Zn（OH）4+2Ag
    ．
    （2）（2011?山东高考，节选）如图为钠高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320℃左右，电池反应为2Na+xS═Na2Sx，正极的电极反应式为
    xS+2e-═Sx2-
    xS+2e-═Sx2-
    ．M（由Na2O和Al2O3制得）的两个作用是
    导电和隔离钠与硫
    导电和隔离钠与硫
    ．与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的
    4.5
    4.5
    倍．
    （3）（2011?新课标高考，节选）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
    CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+
    CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+
    ，正极的反应式为
    3
    2
    O2+6H++6e-═3H2O
    3
    2
    O2+6H++6e-═3H2O
    ．理想状态下，该燃料电池消耗1mol 甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，则该燃料电池的理论效率为
    96.6%
    96.6%
    （燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比，甲醇的燃烧热为△H=-726.5kJ/mol）．

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    (2010·新课标全国卷)下列各组中的反应，属于同一反应类型的是(　　)

    A．由溴丙烷水解制丙醇；由丙烯与水反应制丙醇

    B．由甲苯硝化制对硝基甲苯；由甲苯氧化制苯甲酸

    C．由氯代环己烷消去制环己烯；由丙烯加溴制1,2－二溴丙烷

    D．由乙酸和乙醇制乙酸乙酯；由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇

     

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    (2010·新课标全国卷)下列各组中的反应，属于同一反应类型的是(　　)

    A．由溴丙烷水解制丙醇；由丙烯与水反应制丙醇

    B．由甲苯硝化制对硝基甲苯；由甲苯氧化制苯甲酸

    C．由氯代环己烷消去制环己烯；由丙烯加溴制1,2－二溴丙烷

    D．由乙酸和乙醇制乙酸乙酯；由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇

     

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    (2010课标全国理综，8)分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有(不考虑立体异构)

    A.3种          B.4种          C.5种               D.6种

     

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    [2012·课标全国卷] 短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法中正确的是(　　)

    A．上述四种元素的原子半径大小为W<X<Y<Z

    B．W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20

    C．W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物

    D．由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点

     

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