题目内容
【题目】下图中甲池是以甲醇为原料,KOH为电解质的高效燃料电池,电化学过程的如图。
下列说法中不正确的是
A. 甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH== 2K2CO3+6H2O
B. 若乙池中为足量AgNO3溶液,则阳极的电极反应为4OH--4e- = 2H2O+O2↑
C. 若乙池中为一定量CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子数为0.2NA
D. 常温常压下,1 g CH3OH燃料生成CO2和液态H2O时放热22.68 kJ,表示该反应的热化学方程式为CH3OH(l)+1.5O2(g) ==CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -725.80 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
A.根据装置图可知甲池是燃料电池,甲醇在负极失去电子,氧气在正极得到电子。由于电解质是氢氧化钾溶液,因此总的反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,故A说法正确;
B.乙池为电解池,若乙池中为足量AgNO3溶液,则阳极是氢氧根离子放电,电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,故B说法正确;
C.若乙池中为一定量CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH,这说明阴极开始是铜离子放电,析出铜,在后阶段溶液中的氢离子也放电生成氢气,但阳极始终是氢氧根离子放电生成氧气,在0.1mol Cu(OH)2中含有0.2mol氧原子,所以根据氧原子守恒可知生成0.1mol氧气,根据电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑可得电解过程中转移的电子数为0.4NA,故C说法错误;
D.常温常压下,1 g CH3OH燃料生成CO2和液态H2O时放热22.68 kJ,则1mol甲醇(32g甲醇)生成CO2和液态H2O时放热22.68 kJ×32=725.8kJ,则表示该反应的热化学方程式为为:CH3OH(l)+1.5O2(g)==CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -725.8kJ·mol-1,故D说法正确;
答案选C。
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【题目】硫氧化物易引起环境行染,需要悉心研究。
(1)二氧化硫可用于催化氧化制硫酸。硫酸工业中,作为催化剂的V2O5对反应I的催化循环过程经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段,如图所示:
下列分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下:
化学键 | S=O(SO2) | S=O(SO3) | O=O(O2) |
能量/kJ | 535 | a | 496 |
反应Ⅰ的△H=-98 kJ ·mol-1,则 a=____________。反应Ⅲ的化学方程式为______________。将2molSO2和1molO2充入密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。平衡时SO3的体积分数(% )随温度和压强的变化如表所示:下列判断正确的是(_____________)
压强/MPa 体积分数/% 温度/℃ | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
350 | 5.0 | a | b |
415 | c | 40.0 | d |
550 | e | f | 36.0 |
A.b >e
B.415℃、2.0MPa时O2的转化率为60%
C.在一定温度和压强下,加入V2O5作催化剂能加快反应速率,提高SO3的体积分数
D.平衡常数K(550℃)>K(350℃)
(2)较纯的SO2,可用于原电池法生产硫酸。图中离子交换膜是________离子交换膜(填“阴”、“阳”)。
(3)研究发现,含碱式硫酸铝的溶液与SO2结合的方式有2种:其一是与溶液中的水结合。其二是与碱式硫酸铝中的活性Al2O3结合,通过酸度计测定吸收液的pH变化,结果如右图所示:
请解释曲线如图变化的原因_______________________________。
(4)取五等份SO3,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:3SO3(g)(SO3)3(g) △H<0,反应相同时间后,分别测定体系中SO3的百分含量,并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是(_____)
(5)用Na2SO3溶液作为吸收液吸收SO2时,产物为NaHSO3,已知亚硫酸的两级电离平衡常数分别为Ka1、Ka2。则常温下NaHSO3溶液显酸性的充要条件为_____________。(用含为Ka1、Ka2的代数式表示)