题目内容
【题目】燃料电池具有广阔的发展前途，科学家近年研制出一种微型的燃料电池，采用甲醇取代氢气做燃料可以简化电池设计，该电池有望取代传统电池。某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解Na2SO4溶液。
请根据图示回答下列问题：
（1）图中a电极是______（填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”）。该电极上发生的电极反应式为_________________________________________。
（2）碱性条件下，通入甲醇的一极发生的电极反应式为____________________________。
（3）当消耗3.36 L氧气时（已折合为标准状况），理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量是__。
（4）25℃、101kPa时，燃烧16g甲醇生成CO2和H2O(l)，放出的热量为363.26kJ，写出甲醇燃烧的热化学方程式：_________________________________________。
【答案】阳极 4OH--4 e-=O2↑+2H2O CH3OH－6e-+8OH-=CO32-+ 6H2O 0.45 CH3OH(l)+ 
O2(g ) =CO2(g )+ 2H2O(l) △H=–726.52 kJ/mol
【解析】
（1）根据图示，燃料电池中，甲醇发生氧化反应，通入燃料甲醇的电极是负极，通入氧气的电极是正极，则和燃料电池负极相连的b极是阴极，和燃料电池正极相连的a极是阳极，石墨为惰性电极，电解硫酸钠溶液，根据放电顺序，在阳极上是氢氧根离子发生失电子的氧化反应，该电极上发生的电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O。
（2）燃料电池的负极上是燃料甲醇发生失电子的氧化反应，在碱性条件下，CH3OH发生氧化反应生成CO32-，则电极反应式为：CH3OH-6e－+8OH-=CO32-+6H2O。
（3）氧气在燃料电池的正极上通入，当消耗标准状况下3.36LO2时，电路中转移电子物质的量为
×4=0.6mol，电解Na2SO4溶液的实质是电解水，根据电解方程式：2H2O
2H2↑+O2↑~4e-，生成气体的物质的量是0.6mol×
=0.45mol。
（4）在25℃、101kPa下，16g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热363.26kJ，16g甲醇物质的量为16g÷32g/mol=0.5mol，则1mol甲醇燃烧生成液态水和二氧化碳气体放热363.26kJ×2=726.52kJ，因此表示甲醇燃烧的热化学方程式为：CH3OH（l）+
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l） △H＝-726.52kJ/mol。
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【题目】用活性炭还原处理氮氧化物，有关反应为C(s)+2NO(g) 
N2(g)+CO2(g)。
（1）写出上述反应的平衡常数表达式_______________。
（2）在2L恒容密闭器中加入足量C与NO发生反应，所得数据如表，回答下列问题。
实验编号 | 温度/℃ | 起始时NO的物质的量/mol | 平衡时N2的物质的量/mol |
1 | 700 | 0.40 | 0.09 |
2 | 800 | 0.24 | 0.08 |
①结合表中数据，判断该反应的△H____0(填“＞”或“＜”)，理由是_________。
②判断该反应达到平衡的依据是_______。
A.容器内气体密度恒定 B.容器内各气体浓度恒定
C.容器内压强恒定 D.2v正（NO）= v逆（N2）
（3）700℃时，若向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应：N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g) ；其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如下图所示。请回答下列问题。
①0～10 min内的CO2平均反应速率v＝____________。
②图中A点v(正)___v(逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）。
③第10 min时，外界改变的条件可能是_____________。
A．加催化剂 B．增大C的物质的量
C．减小CO2的物质的量 D．升温 E．降温
