题目内容
【题目】如图是甲醇燃料电池的结构示意图。电池总反应为:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。下列说法正确的是( )
A.左电极为电池的负极,a处通入的物质是空气
B.右电极为电池的负极,b处通入的物质是甲醇
C.正极反应式为:O2+2H2O-4e-=4OH-
D.负极反应式为:CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
【答案】D
【解析】
A.根据电子移动方向可知:左电极是电池的负极,负极上投放燃料甲醇,甲醇在负极上失电子发生氧化反应,故A错误;
B.根据电子移动方向可知:右电极为电池的正极,b处通入的物质是空气,故B错误;
C. 酸性条件下,正极反应式为:O2 +4H+ +4e- = 2H2O,故C错误;
D.负极上投放燃料甲醇,甲醇在负极上失电子生成二氧化碳,负极反应式为:CH3OH+ H2O- 6e- = CO2 + 6H+,故D正确;
故答案:D。
【题目】中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如下图所示。
已知:几种物质中化学键的键能如下表所示。
化学键 | H2O中H—O键 | O2中O=O 键 | H2中H—H键 | H2O2中O—O键 | H2O2中O—H键 |
键能kJ/mol | 463 | 496 | 436 | 138 | 463 |
若反应过程中分解了2 mol水,则下列说法不正确的是
A. 总反应为2H2O2H2↑+O2↑
B. 过程I吸收了926 kJ能量
C. 过程II放出了574 kJ能量
D. 过程Ⅲ属于放热反应
【题目】利用如图装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.25mol·L-1硫酸倒入小烧杯中,测出硫酸温度;
②用另一量筒量取50 mL 0.55mol·L-1NaOH溶液,并用另一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度。
回答下列问题:
(1)写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式(中和热数值为57.3kJ·mol-1)___________。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是__________(从下列选项中选出)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(3)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(从下列选项中选出)。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(4)实验数据如下表:
①请填写下表中的空白:
起始温度t1℃ | 终止温度t2/℃ | 温度差平均值(t2-t1)/℃ | |||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | |||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 29.5 | _____ |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 32.3 | |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.2 | |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 29.8 |
②近似认为0.55mol·L-1NaOH溶液和0.25mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。则中和热ΔH=________(取小数点后一位)。
【题目】处理、回收利用CO是环境科学家研究的热点课题。回答下列问题:
Ⅰ.处理大气污染物
CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应原理为:有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。
其总反应分两步进行:(1)第一步:;第二步:____ (写反应方程式)。
(2)第二步反应不影响总反应达到平衡所用时间,由此推知,第二步反应速率____ 第一步反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。
Ⅱ.合成天然气(SNG)涉及的主要反应原理如下:
CO甲烷化:
水煤气变换:
(3)反应的△H= ___kJ/mol。
(4)在一恒容容器中,按照nmolCO和3nmolH2投料发生CO甲烷化反应,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如右图所示,下列说法正确的是_____(填标号)。
a.温度:T1<T2<T3
b.正反应速率:v(e)>v(c)>v(b)
c.平衡常数:K(a)<K(d)<K(c)
d.平均摩尔质量:M(a)>M(b)=M(e)
(5)在恒压管道反应器中,按n(H2)︰n(CO)=3︰1通入原料气发生CO甲烷化反应,400℃、P总为100kPa时反应体系平衡组成如下表所示。
组分 | H2 | CO | CH4 | H2O | CO2 |
体积分数 | 8.50 | 1.50 | 45.0 | 44.0 | 1.00 |
则该条件下CO的总转化率α= ___。 (保留一位小数)
(6)将制备的CH4用来组成下图所示燃料电池电解制备N2O5
①阳极的电极反应为_____。
②理论上制备1molN2O5,石墨2电极消耗气体的体积为_____L(标准状况)。