题目内容
【题目】2019 年诺贝尔化学奖授予了在锂离子电池领域作出突出贡献的三位科学家。一类锂离子电池的电池总反应为Lix C6 +Li1-xYC6 (石墨)+LiY 。已知电子电量为1.6 ×10-19 C ,下列关于这类电池的说法中错误的是
A.金属锂的价电子密度约为 13760 C/gB.从能量角度看它们都属于蓄电池
C.在放电时锂元素发生了还原反应D.在充电时锂离子将嵌入石墨电极
【答案】C
【解析】
A.7g金属锂价电子1 mol,其电量约为(6.02×1023)×(1.6×10-19 C),故金属锂的价电子密度约为(6.02×1023)×(1.6×10-19 C)÷7g=13760C/g,故A正确;
B.锂离子电池在放电时释放电能、在充电时消耗电能,从能量角度看它们都属于蓄电池,故B正确;
C.在放电时,无锂单质生成,故锂元素没有被还原,故C错误;
D.在充电时发生“C6→LixC6”,即锂离子嵌人石墨电极,故D正确;
答案选C。
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【题目】(一)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料,通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH],装置如图所示。
(1)收集到(CH3)4NOH的区域是________(填a、b、c或d)。
(2)写出电池总反应_____________。
(二)乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成:CH3COOH(l)+C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(l) ΔH=-2.7kJ·mol-1
已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表:
纯物质 | 沸点/℃ | 恒沸混合物(质量分数) | 沸点/℃ |
乙醇 | 78.3 | 乙酸乙酯(0.92)+水(0.08) | 70.4 |
乙酸 | 117.9 | 乙酸乙酯(0.69)+乙醇(0.31) | 71.8 |
乙酸乙酯 | 77.1 | 乙酸乙酯(0.83)+乙醇(0.08) +水(0.09) | 70.2 |
请完成:
(1)关于该反应,下列说法不合理的是_____________。
A.反应体系中硫酸有催化作用
B.因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,所以反应的ΔS等于零
C.因为反应的△H 接近于零,所以温度变化对平衡转化率的影响大
D.因为反应前后都是液态物质,所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计
(2)一定温度下该反应的平衡常数K=4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料,则乙酸乙酯的平衡产率y =_________;若乙酸和乙醇的物质的量之比为n : 1,相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x,请在图中绘制x随n变化的示意图(计算时不计副反应)________。
(3)工业上多采用乙酸过量的方法,将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110℃左右发生酯化反应并回流,直到塔顶温度达到70~71℃,开始从塔顶出料。控制乙酸过量的作用有___________________。
(4)近年,科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法:2C2H5OH(g) CH3COOC2H5(g)+2H2(g)
在常压下反应,冷凝收集,测得常温下液体收集物中主要产物的质量分数如图所示。关于该方法,下列推测合理的是_____。
A.反应温度不宜超过300℃
B.增大体系压强,有利于提高乙醇平衡转化率
C.在催化剂作用下,乙醛是反应历程中的中间产物
D.提高催化剂的活性和选择性,减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键