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【题目】如图是批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应。电池总反应式为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。下列说法中不正确的是

A. 左边的电极为电池的负极,a处通入的是甲醇

B. 每消耗3.2 g氧气转移的电子为0.4 mol

C. 电池负极的反应式为CH3OH+H2O6e===CO2+6H+

D. 电池的正极反应式为O2+2H2O+4e===4OH

【答案】D

【解析】

A. 左边电池反应失去电子,所以左边的电极为电池的负极,a处通入的是甲醇,故A正确;B. 每消耗3.2克即0.1mol氧气转移的电子数为0.4mol,故B正确;C. 电池负极的反应式为:CH3OH + H2O — 6e→CO2+ 6H+,故C正确;D. 电池的正极反应式为:O2++4e+4H+=2H2O,故D不正确。故选D。

练习册系列答案
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【题目】直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。工业上常采用催化还原法和碱吸收法处理SO2气体。

(1)下图所示:1mol CH4完全燃烧生成气态水的能量变化和1mol S(g)燃烧的能量变化。在催化剂作用下,CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2,写出该反应的热化学方程式________________________________________________________

(2)焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式为2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)。一定压强下,向1L密闭容器中充入足量的焦炭和1molSO2发生反应,测得SO2的生成速率与S2(g)的生成速率随温度变化的关系如图所示:

①A、B、C、D四点对应的状态中,达到平衡状态的有_____________(填字母)。

②该反应的△H_____0(填“>”“<”或“=”)。

③下列措施能够增大SO2平衡转化率的是______________

A.降低温度 B.增加C的量 C.减小容器体积 D.添加高效催化剂

(3)用氨水吸收SO2。25℃时2.0mol·L-1的氨水中,NH3·H2O的电离度α=______(×100%)。将含SO2的烟气通入该氨水中,当溶液显中性时,溶液中的=_______。(已知25℃,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;Ka1(H2SO3)=1.3×10-2,Ka2(H2SO3)=6.2×10-8)

(4)当吸收液失去吸收能力后通入O2可得到NH4HSO4溶液,用如图所示装置电解所得NH4HSO4溶液可制得强氧化剂(NH4)2S2O8

①写出电解NH4HSO4溶液的化学方程式____________

②若用9.65A的恒定电流电解饱和NH4HSO4溶液1小时,理论上生成的(NH4)2S2O8的物质的量为________。(F=96500C·mol-1)

【题目】Ⅰ.催化剂是化工技术的核心,绝大多数的化工生产需采用催化工艺。

(1)新的研究表明,可以将CO2转化为炭黑进行回收利用,反应原理如图所示。

整个过程中Fe3O4的作用是________________________________

(2)已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。按n(N2)∶n(H2) = 1∶3向反应容器中投料,在不同温度下分别达平衡时,混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示:

①下列说法正确的是__________。(填字母)

a.曲线a、b、c对应的温度是由低到高

b.加入催化剂能加快化学反应速率和提高H2的转化率

c.图中Q、M、N点的平衡常数:K(N)>K(Q)=K(M)

②M点对应H2的转化率是__________

③2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:

分别表示N2、H2和NH3。e表示生成的NH3离开催化剂表面,b和c的含义分别是__________________________

(3)有机反应中也常用到催化剂。某反应原理可以用下图表示,写出此反应的化学方程式_____________________________

Ⅱ.过二硫酸钾(K2S2O8)在科研与工业上有重要用途。

(4)某厂采用湿法K2S2O8氧化脱硝和氨法脱硫工艺综合处理燃煤锅炉烟气,提高了烟气处理效率,处理液还可以用作城市植被绿化的肥料。一定条件下,NO去除率随温度变化的关系如图所示。80℃时,若NO初始浓度为450 mg·m-3,t min达到最大去除率,NO去除的平均反应速率:v(NO)=__________mol·L-1·Min-1(列代数式,不必计算结果)

(5)过二硫酸钾可通过“电解→转化→提纯”方法制得,电解装置示意图如图所示。

常温下,电解液中含硫微粒的主要存在形式与pH的关系如下图所示。

在阳极放电的离子主要是HSO4,阳极区电解质溶液的pH范围为___________,阳极的电极反应式为_____________

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