题目内容
【题目】我国科学家研制出“可充室温Na-CO2电池”(Rechargeable Room-Temperature Na-CO2 Batter-ies)现已取得突破性进展,其有望取代即将“枯竭”的锂电池,该电池结构如图所示。下列说法错误的是
A. 电池工作时,正极发生反应:4Na++3CO2+4e-==2Na2CO3+C
B. 电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.46 g
C. 多壁碳纳米管的作用主要是导电及吸附CO2
D. 电池中四甘醇二甲醚可用饱和食盐水代替实现Na+传导
【答案】D
【解析】根据图中电子流向可知,金属钠为负极,多壁纳米管为正极,正极发生还原反应,二氧化碳被还原为碳,A正确;钠变为钠离子,转移电子0.02mol,减重0.02×23=0.46 g,B正确;多壁碳纳米管为疏松多孔,主要是导电及吸附CO2,C正确;若用饱和食盐水,水会与钠电极反应,不能构成原电池,D错误;正确选项D。
【题目】目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行了探究。己知在不同温度下的化学平衡常数(K1、K2、K3)如表所示。
化学反应 | 焓变 | 平衡常数 | 温度/℃ | ||
500 | 700 | 800 | |||
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) | △H1 | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) | △H2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) | △H3 | K3 |
请回答下列问题:
(1)反应②是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=_______(用K1、K2表示);根据反应③判断△S_______(填“>”“=”或“<”)0,在_______(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动,可采取的措施有______(填字母,后同)。
A.缩小反应容器的容积 B.增大反应容器的容积
C.升高温度 D.使用合适的催化剂
E.从平衡体系中及时分离出CH3OH
(4)500℃时,测得反应③在某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g的浓度分别为 0.1mol/L、0.8 mol/L、0.3 mol/L、0.15 mol/L,则此时v(正)_______v(逆) (填“>”“=”或“<”)。
(5)某兴趣小组研究反应②的逆反应速率在下列不同条件下随时间的变化曲线,开始时升高温度,t1时平衡,t2时减小压强,t3时增大CO的浓度,t4时又达到平衡。在下图中画出t2至t4的曲线。_____