题目内容

以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C3H8 +5O2 = 3CO2+ 4H2O。
（1）已知： 2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l)    ?H1              
C(s) + O2(g) = CO2 (g)                  ?H2        
2C(s) + O2(g) = 2CO(g)                 ?H3            
则C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) ?H=                 （用?H1、?H2、?H3表示）
（2）写出该电池正极的电极反应式：                               ，电池工作时CO32－移向      ；用该电池电解1000 mL 1mol/L的AgNO3溶液，此电解池的反应方程式为                        ；当电池消耗0．005 mol C3H8时,被电解溶液的pH为         （溶液体积变化忽略不计）。
（1）1/2?H1－3/2 ?H3＋3?H2
（2）O2＋2CO2＋4e－2CO32－；负极；
4AgNO3＋2H2O  4Ag＋O2↑＋4HNO3 ； 1

试题分析：（1）2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l)    ?H1              ①
C(s) + O2(g) = CO2 (g)                  ?H2             ②
2C(s) + O2(g) = 2CO(g)                 ?H3              ③
则由盖斯定律 ①/2+3×②- 3/2×③    得到C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)
?H=1/2?H1－3/2 ?H3＋3?H2；
（2）C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)正极反应式O2＋2CO2＋4e－2CO32－；电池工作时CO32－阴离子移向负极。电解AgNO3溶液的方程式4AgNO3＋2H2O  4Ag＋O2↑＋4HNO3；当电池消耗0．005 mol C3H8时，转移的电子的物质的量是0．1 mol，已知4AgNO3＋2H2O  4Ag＋O2↑＋4HNO3中，e－H+ ，生成H+的物质的量是0．1 mol，c(H+)=0．1 mol/L, pH=1
练习册系列答案
相关题目
工业上常利用CO和H2合成可再生能源甲醇。
（1）已知CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1和726.5 kJ·mol-1，则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为                       。
（2）合成甲醇的方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)    ΔH <0。
在230 ℃?270 ℃最为有利。为研究合成气最合适的起始组成比n(H2):n(CO)，分别在230 ℃、250 ℃和270 ℃进行实验，结果如下左图所示。其中270 ℃的实验结果所对应的曲线是_____（填字母）；当曲线X、Y、Z对应的投料比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度与投较比的关系是                    。

（3）当投料比为1∶1，温度为230 ℃，平衡混合气体中，CH3OH的物质的量分数为        （保留1位小数）；平衡时CO的转化率           。
化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。请回答下列问题：
（1）已知C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)，则该反应的平衡常数表达式为               。
（2）已知在一定温度下，
C（s）+CO2（g）   2CO（g）          △H1
CO（g）+H2O（g）   H2（g）+CO2（g） △H2
C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g）    △H3
则△H1、△H2、△H3之间的关系是：                             。
（3）通过研究不同温度下平衡常数可以解决某些实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应时，会发生如下反应： CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如表所示。
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
 
则该反应的正反应方向是     反应（填“吸热”或“放热”），在500℃时，若设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，则CO的平衡转化率为     。
（4）从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。对反应N2O4(g) 2NO2(g)  △H＞0在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是      ：

A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
D．由状态A到状态B，可以用加热的方法
E．A、C两点的化学平衡常数：A=C
（5）工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2，再用下图装置电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4（阴离子交换膜只永许阴离子通过），阳极电极反应式为：               ，阳极区逸出气体的成分为       （填化学式）。
已知H-H、Cl-Cl和H-Cl的键能分别为436 kJ·mol-1、243 kJ·mol-1和431 kJ·mol-1，请用此数据估计，由Cl2、H2生成2mol H-Cl　时的热效应△H等于（ ）
A．-183 kJ·mol-1B．-91．5kJ·mol-1　　
C．+183kJ·mol-1　　　　　　　　　　　　D．+ 91．5kJ·mol-1
雾霾已经严重影响我们的生存环境。火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。

图22-1                  图22-2                     图22-3
（1）利用甲烷催化还原NOx：
①CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g)  △H1=-574kJ?mol-1 
②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)  △H2=-1160kJ?mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为                   。
（2）将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)  △H3
①取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线（见图22-1），则上述CO2转化为甲醇反应的△H3       0（填“＞”、“＜”或“=”）。
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图22-2所示。
下列说法正确的是    （填字母代号）。
A．第10min后，向该容器中再充入1molCO2和3molH2，则再次达到平衡时c(CH3OH) ="1.5" mol/L
B．达到平衡时，氢气的转化率为0.75
C．0～10分钟内，氢气的平均反应速率为0.075mol/（L?min）
D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16
E．升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)增大
（3）某种脱硫工艺中将烟气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1∶1，则该反应的化学方程为              。
（4）电化学降解NO3- 的原理如题22-3图所示。
①电源正极为       (填“A”或“B”)，阴极反应式为                     。
②若电解过程中转移了1mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(△m左－△m右)为     g。
硫酸盐主要来自地层矿物质，多以硫酸钙、硫酸镁的形态存在。
（1）已知：①Na2SO4(s)=Na2S(s)+2O2(g) ；  ΔH1=" +1011.0" kJ · mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ；   ΔH2=－393.5 kJ · mol-1
③2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ；ΔH3=－221.0 kJ · mol-1 
则反应④Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g)；ΔH4=             kJ · mol-1，该反应能自发进行的原因是                              ；工业上制备Na2S不用反应①，而用反应④的理由是                                                       。
（2）已知不同温度下2SO2+O22SO3的平衡常数见下表。
温度（℃）
527
758
927
平衡常数
784
1.0
0.04
 
1233℃时，CaSO4热解所得气体的主要成分是SO2和O2，而不是SO3的原因是               。
（3）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是                     。
②将上述反应获得的SO2通入含PtCl42-的酸性溶液，可还原出Pt，则反应的离子方程式是                            。
③由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图，则正极的电极反应式为          。
研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为                                。
利用反应6NO2＋ 8NH37N2＋12 H2O也可处理NO2。当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是       L。
（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ΔH="-196.6" kJ·mol-1
2NO（g）+O2（g）2NO2（g）  ΔH="-113.0" kJ·mol
则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH=            kJ·mol-1。
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是       。
a．体系压强保持不变                 b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变         d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2
该温度下，此反应的平衡常数表达式K=         。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH     0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是                                    。
根据下列热化学方程式：
（1）C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
（2）H2(g)＋ O2(g)=H2O(l)  ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1
（3）CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)  ΔH3＝－870.3 kJ·mol－1
可以计算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为          (　　)
A．ΔH＝＋244.1 kJ·mol－1
B．ΔH＝－488.3 kJ·mol－1
C．ΔH＝－996.6 kJ·mol－1
D．ΔH＝＋996.6 kJ·mol－1
白磷与氧气可发生如下反应：P4+5O2═P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P-P：a kJ?mol-1、P-O：b kJ?mol-1、P＝O：c kJ?mol-1、O＝O：d kJ?mol-1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H，其中正确的是

A（6a+5d-4c-12b）kJ?mol-1      B．（4c+12b-6a-5d）kJ?mol-1
C．（4c+12b-4a-5d）kJ?mol-1     D．（4a+5d-4c-12b）kJ?mol-1

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