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    燃料电池的工作原理的分析和电极方程式书写 本节难点: 电池的电极方程式书写 高考常考点:电池的电极方程式书写 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    精英家教网通过煤的气化和液化，使碳及其化合物得以广泛应用．
    I．工业上先用煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下平衡：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
    （1）向1L恒容密闭容器中充人CO和H2O（g），800℃时测得部分数据如下表．
    t/min 0 1 2 3 4
    n（H2O）/mol 0.600 0.520 0.450 0.350 0.350
    n（CO）/mol 0.400 0.320 0.250 0.150 0.150
    则该温度下反应的平衡常数K=
     
    ．
    （2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1mol CO、1mol H2O（g）、2mol CO2、2mol H2，此时υ（正）
     
     υ（逆）（填“＞”“=”或“＜”）．
    Ⅱ．已知CO（g）、H2（g）、CH3OH（l）的燃烧热分别为283kJ?mol-1、286kJ?mol-1、726kJ?mol-1．
    （3）利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为
     
    ．
    （4）依据化学反应原理，分析增加压强对制备甲醇反应的影响
     
    ．
    Ⅲ．为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如图所示：一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-．
    （5）以辛烷（C8H18）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式
     
    ．
    （6）已知一个电子的电量是1.602×10-19C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1.929×105C的电量时，生成NaOH
     
    g．
    Ⅳ．煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一．
    （7）将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环．如：
    a．6CO2+6H2O
    光照/叶绿素
      C6H12O6+6O2
    b．2CO2+6H2
    催化剂
    .
    △
    C2H5OH+3H2O
    c．CO2+CH4
    催化剂
    .
    △
    CH3COOH
    d．2CO2+6H2
    催化剂
    .
    △
    CH2=CH2+4H2O
    以上反应中，最节能的是
     
    ，反应b中理论上原子利用率为
     
    ．

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    （16分）氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一。

    (1)一定条件下，在一个密闭容器中充入气体：N2 2mol、H2 6mol，达平衡后N2的转化率为50%，同时放热92.3KJ。该反应的热化学方程式为：______________________________。

    (2)传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为：N2+3H22NH3 。

    ①该反应的平衡常数K的表达式为：K=______________。升高温度，K值______（填“增大”“减小”或“不变”）。

    ②不同温度、压强下，合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表（N2和H2的起始物质的量之比为1∶3）。分析表中数据，                   （填温度和压强）。时H2转化率最高，实际工业生产中不选用该条件的主要原因是              。

    ③下列关于合成氨说法正确是              （填字母）

    A．使用催化剂可以提高氮气的转化率

    B．寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向

    C．由于ΔH<0、ΔS>0，故合成氨反应一定能自发进行

    (3)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法。其装置为用铂黑作为电极，加入电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入氨气。其电池反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O，你认为电解质溶液应显       性(填“酸性”、“中性"、“碱性”)，写出负极电极反应式                   。

    (4)工业上净化处理铬污染方法之一是：将含K2Cr2O7酸性废水放入电解槽内，加入适量的NaCl，以Fe和石墨为电极进行电解。经过一段时间后，生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀除去（已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31）。

    已知电解后的溶液中c(Fe3+)为2.0×10-13mol/L，则溶液中c(Cr3+)为       mol/L。

     

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    （16分）氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一。
    (1)一定条件下，在一个密闭容器中充入气体：N2 2mol、H2 6mol，达平衡后N2的转化率为50%，同时放热92.3KJ。该反应的热化学方程式为：______________________________。
    (2)传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为：N2+3H22NH3。
    ①该反应的平衡常数K的表达式为：K=______________。升高温度，K值______（填“增大”“减小”或“不变”）。
    ②不同温度、压强下，合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表（N2和H2的起始物质的量之比为1∶3）。分析表中数据，                   （填温度和压强）。时H2转化率最高，实际工业生产中不选用该条件的主要原因是              。

    ③下列关于合成氨说法正确是              （填字母）
    A．使用催化剂可以提高氮气的转化率
    B．寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
    C．由于ΔH<0、ΔS>0，故合成氨反应一定能自发进行
    (3)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法。其装置为用铂黑作为电极，加入电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入氨气。其电池反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O，你认为电解质溶液应显       性(填“酸性”、“中性"、“碱性”)，写出负极电极反应式                   。
    (4)工业上净化处理铬污染方法之一是：将含K2Cr2O7酸性废水放入电解槽内，加入适量的NaCl，以Fe和石墨为电极进行电解。经过一段时间后，生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀除去（已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31）。
    已知电解后的溶液中c(Fe3+)为2.0×10-13mol/L，则溶液中c(Cr3+)为      mol/L。

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    （16分）氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一。

    (1)一定条件下，在一个密闭容器中充入气体：N2 2mol、H2 6mol，达平衡后N2的转化率为50%，同时放热92.3KJ。该反应的热化学方程式为：______________________________。

    (2)传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为：N2+3H22NH3 。

    ①该反应的平衡常数K的表达式为：K=______________。升高温度，K值______（填“增大”“减小”或“不变”）。

    ②不同温度、压强下，合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表（N2和H2的起始物质的量之比为1∶3）。分析表中数据，                    （填温度和压强）。时H2转化率最高，实际工业生产中不选用该条件的主要原因是               。

    ③下列关于合成氨说法正确是               （填字母）

    A．使用催化剂可以提高氮气的转化率

    B．寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向

    C．由于ΔH<0、ΔS>0，故合成氨反应一定能自发进行

    (3)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法。其装置为用铂黑作为电极，加入电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入氨气。其电池反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O，你认为电解质溶液应显        性(填“酸性”、“中性"、“碱性”)，写出负极电极反应式                    。

    (4)工业上净化处理铬污染方法之一是：将含K2Cr2O7酸性废水放入电解槽内，加入适量的NaCl，以Fe和石墨为电极进行电解。经过一段时间后，生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀除去（已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31）。

    已知电解后的溶液中c(Fe3+)为2.0×10-13mol/L，则溶液中c(Cr3+)为       mol/L。

     

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    据图回答下列问题：

    Ⅰ、（1)若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是______________________
    负极反应式为：_________________________________________________。
    （2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为________(填Mg或Al)，总反应化学方程式为
    ______________________________________________________________。
    Ⅱ、由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其正极的电极反应式为                              
    Ⅲ、（1）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇： CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。
    分析该反应并回答下列问题：下列各项中，不能够说明该反应已达到平衡的是________(填序号)。
    a．恒温、恒容条件下，混合气体的平均相对分子质量不变
    b．一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
    c．一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
    d．一定条件下，单位时间内消耗2 mol H2，同时生成1 mol CH3OH
    （2）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。

    ①该电池工作时，b口通入的物质为________________，
    c口通入的物质为________________。
    ②该电池负极的电极反应式为：_______          
    ③工作一段时间后，当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时，
    有______________NA个电子转移。

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