题目内容
【题目】高温时通过以下反应制备金属铝。用铝制作的“快速放电铝离子二次电池”的原理如右图所示(EMI+为有机阳离子)。
①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)===3AlCl(g)+3CO(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②3AlCl(g)===2Al(l)+AlCl3(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③Al2O3(s)+3C(s)===2Al(l)+3CO(g) ΔH3
下列说法正确的是( )
A. ΔH3<0
B. Al2O3(s)+3C(s)===2Al(l)+3CO(g) ΔH3=(a-b) kJ·mol-1
C. 该电池充电时石墨电极与电源负极相连
D. 该电池放电时的负极反应方程式为Al-3e-+7AlCl===4Al2Cl
【答案】D
【解析】A.根据盖斯定律:①+②=③,因此ΔH3=(a+b) kJ·mol-1,由于①和②不能确定是放热还是吸热,所以ΔH3无法确定,A错误;B. 根据盖斯定律:①+②=③,因此Al2O3(s)+3C(s)===2Al(l)+3CO(g) ΔH3=(a+b) kJ·mol-1,B错误;C. 石墨电极在原电池时作正极发生还原反应,则充电时应该与外接电源的正极相连发生氧化反应,C错误;D.放电时铝为负极,被氧化生成Al2Cl7-,负极反应方程式为Al-3e-+7AlCl4-===4 Al2Cl7-,D正确;答案选D.
【题目】二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=-90.7 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H3=-41.2 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)则反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=_____________kJ·mol-1。
(2)在不同温度下按照相同物质的量投料发生反应①,测得CO的平衡转化率与压强的关系如图所示,下列说法正确的是_____________。
A.反应温度:T1>T2 B.正反应速率:υ正(y)=υ正(w)
C.混合气体密度:ρ(x)>ρ(w) D.混合气体平均摩尔质量:M(y)<M(z)
E.该反应的△S<0、△H<0,所以能在较低温度下自发进行
(3)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2制备二甲醚(DME)。如图回答问题;催化剂中约为_____________时最有利于二甲醚的合成。
(4)高温时二甲醚发生分解反应:CH3OCH3CH4+CO+H2。迅速将二甲醚引入一个504℃的抽成真空的瓶中,在不同时刻t测定瓶内压强P总如下表。
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
P总/kPa | 50.0 | 78.0 | 92.0 | 99.0 | 100 | 100 |
①该反应的平衡常数表达式为Kp=_____________。
②该反应的平衡常数Kp=_____________。(带单位。某一物质的平衡分压=总压×物质的量分数)
(5)一种以二甲醚作为燃料的燃料电池的工作原理如图所示。则其负极的电极反应式为_______________。该电池的理论输出电压为1.20V,则其能量密度E=_____________(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW·h=3.6×106J,法拉第常数F=96500C·mol-1)。