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 .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).分析该反应题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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______________N_A个电子转移。

I（1）Mg逐渐溶解，Al片上有气泡冒出，指针偏转；Mg-2e^-=Mg²⁺
（2）Al；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
II．
III.（1）d（2）①CH₃OH；O₂或空气②CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺③1.2

解析试题分析：Ⅰ、（1)若烧杯中溶液为稀硫酸，则镁为负极，观察到的现象是Mg逐渐溶解，Al片上有气泡冒出，指针偏转；负极反应式为Mg-2e^-=Mg²⁺；（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为Al，总反应化学方程式为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；Ⅱ、由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，Al在浓硝酸中钝化，则Cu为负极，正极的电极反应式为；Ⅲ、（1）a．恒温、恒容条件下，混合气体的平均相对分子质量不变，说明各组分物质的量不再改变，反应达平衡；b．一定条件下，CH₃OH分解的速率和CH₃OH生成的速率相等，正逆反应速率相等，反应达平衡；c．一定条件下，CO、H₂和CH₃OH的浓度保持不变，说明已经平衡；d．一定条件下，单位时间内消耗2 mol H₂，同时生成1 mol CH₃OH，为同一个方向，不能说明是否平衡；故选d。（2）所给甲醇燃料电池工作时，b为负极通入的物质为CH₃OH；c口通入的物质为O₂或空气；负极的电极反应式为CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；工作一段时间后，当6.4 g甲醇完全反应生成CO₂时，转移1.2mol电子，即有1.2N_A个电子转移。
考点：考查原电池原理等相关知识。

练习册系列答案

相关题目

(10分) Ⅰ研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO₂（g）+NaCl（s）NaNO₃（s）+ClNO（g） K₁  ?H < 0 （I）
2NO（g）+Cl₂（g）2ClNO（g）               K₂  ?H < 0 （II）
（1）4NO₂（g）+2NaCl（s）2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常数K=    （用K₁、K₂表示）。
（2）为研究不同条件对反应（II）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl₂，10min时反应（II）达到平衡。测得10min内v（ClNO）=7.5×10^-3mol?L^-1?min^-1，则平衡后n（Cl₂）=          mol，NO的转化率а₁=       。其它条件保持不变，反应（II）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率а₂        а₁（填“>”“<”或“=”），平衡常数K₂  （填“增大”“减小”或“不变”。若要使K₂减小，可采用的措施是                             。
（3）已知t℃时，反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO₂(g)的平衡常数K＝0.25。
①t℃时，反应达到平衡时n(CO)：n(CO₂)＝             。
②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入xmolCO，t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x＝   。

已知：N₂O₄(g) 2NO₂(g) ΔH="+57.20kJ" · mol^-1
在100℃时，将0.100molN₂O₄气体充入1L恒容抽空的密闭容器中，每隔一定时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据：

时间（s）	0	20	40	60	80
c(N₂O₄) /mol··L^-1	0.100	c₁	0.050	c₃	c₄
c(NO₂) /mol·L^-1	0.000	0.060	c₂	0.120	0.120

（1）该反应的平衡常数表达式为                              ______；从表中数据分析：
c₁            c₂ (填“>” 、“<” 或“="”" ）。
（2）下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是
A．容器内压强不再发生变化
B．NO₂的体积分数不再发生变化
C．容器内气体原子总数不再发生变化
D．相同时间内消耗n mol N₂O₄的同时生成2n mol NO₂
E．反应体系中NO₂、N₂O₄的体积比为1:2
（3）若起始时充入NO₂气体0.200mol，则达到平衡时NO₂气体的转化率为a；其它条件不变时，下列措施能提高NO₂转化率的是          (填字母）。
A．降低温度　　
B．减小NO₂的浓度　　
C．升高温度
D．增加NO₂的浓度　　
E．再充入一定量的He

(6分)将3 mol A和3 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：
3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol／L，C的平均反应速率为0.1 mol／(L·min)。试求：
（1）B的平均反应速率为           。
（2）x的值为           。
（3）5 min后，A、B的物质的量之比为           。

(14分)以下是一些物质的熔沸点数据(常压)：

	钾	钠	Na₂CO₃	金刚石	石墨
熔点(℃)	63.65	97.8	851	3550	3850
沸点(℃)	774	882.9	1850(分解产生CO₂)	---	4250

金属钠和CO₂在常压、890℃发生如下反应：
4Na(g)+3CO₂(g)

2Na₂CO₃(1)+C(s，金刚石)；△H＝-1080．9kJ／mol
(1)上述反应的平衡常数表达式为        ；若4v_正(Na)＝3v_逆(CO₂)，反应是否达到平衡        (选填“是”或“否”)。
(2)若反应在10L密闭容器、常压下进行，温度由890℃升高到1860℃，若反应时间为10min，金属钠的物质的量减少了0．2mol，则10min里CO₂的平均反应速率为               。
(3)高压下有利于金刚石的制备，理由                                  。
(4)由CO₂(g)+4Na(g)＝2Na₂O(s)+C(s，金刚石) △H＝-357．5kJ／mol；则Na₂O固体与C(金刚石)反应得到Na(g)和液态Na₂CO₃(1)的热化学方程式：                       。
(5)下图开关K接M时，石墨作       极，电极反应式为                     。当K接N一段时间后，测得有0.3mol电子转移，作出y随x变化的图象【x—代表n(H₂O)_消耗，y—代表n[Al(OH)₃]，反应物足量，标明有关数据】

煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO₂，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO₄的形式固定，从而降低SO₂的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO₄发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：
CaSO₄(s)+CO(g) CaO(s) + SO₂(g) + CO₂(g)    ΔH₁=218.4kJ·mol^-1(反应Ⅰ)
CaSO₄(s)+4CO(g) CaS(s) + 4CO₂(g)    ΔH₂= -175.6kJ·mol^－1(反应Ⅱ)
请回答下列问题：
（1）反应Ⅰ能自发进行的条件是           。
（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数K_p时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应Ⅱ的K_p=       (用表达式表示)。
（3）假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v₁)大于反应Ⅱ的速率(v₂)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是            。

（4）通过监测反应体系中气体浓度的变化判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生，理由是            。
（5）图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO₂生成量的措施有        。
A．向该反应体系中投入石灰石
B．在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C．提高CO的初始体积百分数
D．提高反应体系的温度
（6）恒温恒容条件下，假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，且v₁＞v₂，请在图2中画出反应体系中c(SO₂)随时间t变化的总趋势图。

（18分）运用化学反应原理研究氮、氯等单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）科学家研究在一定条件下通过下列反应制备NH₃:

①在其他条件相同时，反应中NH₃的体积分数(a)在不同温度下随反应时间(t)的变化如图。该反应的平衡常数表达式K=______，该反应中的（填“>”“<”或“=”）。

②某温度下，在2L容积不变的密闭容器中加入1molN₂和6molH₂O（1）发生反应，N₂转化率随时间(t)变化如图。15-20min内，v(NH₃)=____。若其他条件不变，在图中画出使用催化剂后N₂的转化率随反应时间变化的曲线示意图。
（2） 25℃时，某同学将0.lmol盐酸与0.2 mol氨水等体积混合，所得混合溶液pH______7（填“>”“<”或“=”，下同），混合溶液中（25℃时，NH₃.H₂O的电离常数）
（3） 25℃时，向O.lmol的MgCl₂溶液中逐滴加入适量0.lmol氨水，有白色沉淀生成，向反应后的浊液中，继续加入O.lmol的FeCl₃溶液，观察到的现象是______ ；上述过程中发生的所有反应的离子方程式为______。(25℃时，，）

（15分）碳及其化合物有广泛的用途。
（1）在电化学中，常用碳作电极。在碱性锌锰干电池中，碳棒作    极。
（2）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）；△H=+131.3kJ?mol^-1，则要制备标准状况下22.4升水煤气，转移的电子的物质的量为   ，需要吸收的热量为         kJ。
(3）工业上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：
N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）；△H=-92.4kJ?mol^-1。下图1是在两种不同实验条件下模拟化工生产进行实验所测得N₂随时间变化示意图。

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。
（4）Na₂CO₃可在降低温室气体排放中用作CO₂的捕捉剂。1L0.2mol/L Na₂CO₃溶液吸收标准状况下2.24LCO₂后，溶液中各离子浓度由大到小的顺序为           。

如图所示，甲、乙均为容积1L的恒容容器，丙为恒压容器。

向甲、丙中分别充入相应气体，使丙起始体积为1L，维持500℃发生反应：2SO₂+O₂2SO₃至平衡。
甲中反应10min后达到平衡时，容器中SO₃的体积分数为91%，则反应从开始至平衡的平均反应速率v(O₂)= mol·L^-1·min^-1，平衡常数表达式为。SO₂的平衡转化率= 。丙中达到平衡所需的时间 10min（填“＞”、“=”、“＜”），SO₃的体积分数 91%（填“＞”、“=”、“＜”）。若上述已达平衡的甲、丙容器中分别充入0．5molAr气体，容器中SO₃的物质的量：甲丙（填“增大”、“不变”、“减小”）。
（2）若在乙容器中充入x molSO₂0．2molO₂ymolSO₃维持500℃反应至平衡时，容器中SO₃的体积分数亦为91%，则x= ，y= 。

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