题目内容
(10分)如右图所示,常温下电解5 min后,铜电极质量增加2.16g。
试回答:
(1)电源电极X名称为_______(填“正极”或“负极”)。
(2)电解池B中阴极的电极反应式是__________。
(3)若A中KCl溶液的体积是200mL,电解后溶液的
pH=_________(忽略电解前后溶液体积的变化)。
若要使电解后的溶液恢复到与电解完完全相同,应加入的物质是__________。
(4)已知在l0lkPa时,CO的燃烧热为283 kJ/mol。相同条件下,若2 molCH4完全燃烧生成液态水,所放出的热量为1 mol CO完全燃烧放出热量的6.30倍,则CH4完全燃烧的热化学方程式为__________。
(1)负极 ,(2)Ag++e-=== Ag (3)13,HCl
(4) CH4(g)+O2(g)=== CO2(g)+2H2O(l) △H =" -" 891.45kJ/mol
解析试题分析:(1)由铜电极的质量增加,发生Ag++e-=Ag,则Cu电极为阴极,可知X为电源的负极,Y为电源正极;(2)B中阴极反应为Ag++e-=Ag;(3)由A中发生2KCl+2H2O2KOH+;依据上述计算可知电路中转移电子0.02mol,由电子守恒可知,转移0.02mol电子时生成0.02molKOH,忽略溶液体积的变化则c(OH-)=0.02mol/0.2L=0.1mol?L-1,c(H+)=10-13mol/L,pH=13;因为有H2和Cl2析出,故应加入HCl可使之恢复原状态。(4)2 molCH4完全燃烧生成液态水,所放出的热量为1 mol CO完全燃烧放出热量的6.30倍,故1mol CH4放出的热量为891.45kJ,所以CH4完全燃烧的热化学方程式为CH4(g)+O2(g)=== CO2(g)+2H2O(l) △H =" -" 891.45kJ/mol。
考点:考查电解原理、热化学方程式等相关知识。
既是氧化还原反应,又是吸热反应的是
A.氢气在氧气中燃烧 | B.铝片与稀硫酸反应 |
C.灼热的炭与水蒸气反应 | D.消石灰与氯化铵固体反应 |
(7分)某同学模拟工业“折点加氯法”处理氨氮废水的原理,进行如下研究。
装置(气密性良好,试剂已添加) | 操作 | 现象 |
打开分液漏斗活塞,逐滴加入浓氨水 | ⅰ.C中气体颜色变浅 ⅱ.稍后,C中出现白烟并逐渐增多 |
(1)浓氨水分解可以制氨气,写出A中反应的化学方程式是 。从平衡移动 的角度分析NaOH固体在氨水分解中的作用 。
(2)现象ⅰ,C中发生的反应为:2NH3(g)+3Cl2(g)= N2(g)+6HCl(g) ?H=—456 kJ·mol-1
已知:
①NH3的电子式是 。
②断开1mol H-N键与断开1molH-Cl键所需能量相差约为 ,
(3)现象ⅱ中产生白烟的化学方程式是 。
(4)为避免生成白烟,该学生设计了下图装置以完成Cl2和NH3的反应。
若该装置能实现设计目标,则①石墨b电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)
②写出石墨a电极的电极反应式: 。
(14分)图a是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,图b是反应中的CO和NO的浓度随时间变化的示意图。根据题意回答下列问题
(1)写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)从反应开始到平衡,用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)= 。
(3)此温度下该反应的平衡常数K= ;温度降低,K (填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
容 器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1 mol NO2 1 mol CO | 2 mol NO 2 mol CO2 | 1 mol NO2、1 mol CO 1 mol NO、1 mol CO2 |
平衡时c(NO) /mol·L-1 | 1.5 | 3 | m |
能量变化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 放出c kJ |
CO或NO的转化率 | α1 | α2 | α3 |
则:α1+α2= , a+b/2= ,m=
(15分)甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.请回答下列与甲醇有关的问题.
(1)甲醇分子是____________分子(填“极性”或“非极性”).
(2)工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H=﹣86.6KJ/mol,在T℃时,往一个体积固定为1L的密闭容器中加入1mol CO和2mol H2,反应达到平衡时,容器内的压强是开始时的3/5.
①达到平衡时,CO的转化率为____________
②下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有____________
A.2v(H2)=v(CH3OH) | B.CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率 |
C.容器内的压强保持不变 | D.混合气体的密度保持不变 |
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=﹣akJ·mol﹣1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=﹣bkl·mol﹣1
③H2O(g)=H2O(1) △H=﹣ckJ·mol﹣1
则CH3OH(1)+O2(g)==CO(g)+2H2O(1) △H=____________kJ·mol﹣1
(4)由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池,可使手机连续使用一个月才充一次电.
①该电池负极的电极反应式为____________________________________.
②若以该电池为电源,用石墨做电极电解200mL含有如下离子的溶液.
离子 | Cu2+ | H+ | Cl﹣ | SO42﹣ |
c/mol·L﹣1 | 0.5 | 2 | 2 | 0.5 |
(17分)CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,可以在一定条件下制备甲醇,二甲醚等多种有机物。工业上利用天然气(主要成分为CH4)与水进行高温重整制备合成气。
(1) 已知:CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol,且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式 。
(2)在一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:
时间/min 物质 浓度 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
CH4 | 0.2mol·L—1 | 0.13 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.09 mol·L—1 |
H2 | 0 mol·L—1 | 0.2 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.33 mol·L—1 |
②3min时改变的反应条件是____________________(只填一种条件的改变)
(3)已知温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系:p1_______p2
(4)以天然气(设杂质不参与反应)、KOH溶液为原料可设计成燃料电池
①放电时,正极的电极反应式_______________________________________
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L,放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 ____。