题目内容

【题目】纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用肼(N2H4)燃料电池为电源,用离子交换膜控制电解液中c(OH)制备纳米Cu2O,其装置如图甲、乙。

(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的________(填“A”或“B),该电解池中离子交换膜为________离子交换膜(填“阴”或“阳”)

(2)该电解池的阳极反应式为________________________________________

肼燃料电池中A极发生的电极反应为____________________________

(3)当反应生成14.4 g Cu2O时,至少需要肼________ mol

【答案】B 0.05

【解析】

(1)燃料电池正极通氧化剂,负极通燃料,即A极为负极,B极为正极;图乙为电解池装置,电解目的为制备Cu2O,则D极作阳极接电池正极(B),铜被氧化;阳极反应为2Cu-2e-+2OH- =Cu2O+H2O,反应消耗OH-,采用阴离子交换膜使OH-向阳极移动;

答案为B;阴;

(2)根据上述分析,阳极反应为2Cu-2e-+2OH- =Cu2O+H2O;肼燃料电池中A极肼(N2H4)失电子在碱性条件下生成氮气和水,发生的电极反应为N2H4-4e-+4OH- =N2+4H2O

(3)根据电极反应2Cu-2e-+2OH- =Cu2O+H2ON2H4-4e-+4OH- =N2+4 H2O可知,Cu2ON2H4e-的数量关系式为2Cu2O~ N2H4~4 e-,当反应生成14.4 g 0.1molCu2O时,至少需要肼为0.05mol

练习册系列答案
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(1)已知:CO可将部分氮的氧化物还原为N2

反应Ⅰ:2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) H=-746kJ/mol

反应Ⅱ:4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g) H=-1200kJ/mol

则反应NO2(g) + CO(g) CO2(g) + NO(g)的△H=_____________kJ/mol

(2)温度为T℃时,在一个容积为10L的恒容密闭容器中,充入1mol CO0.5mol SO2发生反应:2CO(g)+ SO2(g) 2CO2(g)+S(g)。实验测得生成的CO2的体积分数(ψ)随着时间的变化曲线如图所示:

①达到平衡时,SO2的转化率为_____________

②该温度下反应的平衡常数K=______________

③其它条件保持不变,再向上述平衡体系中充入CO(g)SO2(g)CO2(g)S(g)0.2mol,此时v()_________v()(填>、<或=)

(3)SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) H0。在催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图所示:

①图中A点处NO的转化率______(可能是一定是一定不是”)该温度下的平衡转化率。

B点之后,NO转化率降低的原因可能是_________(选填字母)

A.平衡常数变大 B.副反应增多

C.催化剂活性降低 D.反应的活化能增大

(4)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=198 kJ/mol是制备硫酸的重要反应。在VL恒容密闭容器中充入2molSO21molO2,在不同条件下进行反应,反应体系总压强随时间的变化如图所示。ab平衡时,SO3体积分数较小的是_________(“a”“b”)

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