题目内容

【题目】CH4(其中C为-4价)既是一种重要的能源,也是一种重要的化工原料。

1)已知8.0gCH4完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出444.8kJ热量。若一定量的甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出1334.4kJ的热量,则需要标准状况下的氧气约___L

2)以CH4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池,其工作原理如图甲所示,通入2.24L(已换算为标准状况)a气体时,通过质子交换膜转移的H+数目为___(设NA为阿伏加德罗常数的值)。

3)在一定温度和催化剂作用下,CH4CO2可直接转化成乙酸,这是实现“减排”的一种研究方向。

①在不同温度下,催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图乙所示,则该反应的最佳温度应控制在___℃左右。

②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜(CuAlO2,难溶物)。将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体,其反应的离子方程式为___

CH4还原法是处理NOx气体的一种方法。已知一定条件下CH4NOx反应转化为N2CO2H2O,若标准状况下8.96LCH4可处理22.4LNOx,则x值为___

【答案】67.2 0.8NA 250 3CuAlO2+16H++NO3-=3Al3++3Cu2++NO↑+8H2O 1.6

【解析】

1)已知8.0gCH4完全燃烧生成液体水放出444.8kJ热量,则1mol16g燃烧放出的热量为kJ,现有一定量的甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出1334.4kJ的热量,甲烷的物质的量为mol=1.5mol,根据1mol甲烷完全燃烧需要2mol氧气,故1.5mol甲烷完全燃烧需要3mol氧气,故标况下氧气的体积为3mol22.4L/mol=67.2L,故答案为:67.2

2)由图可知,通入气体a的一端发生氧化反应,故应通入甲烷,该极为负极,通入b为氧气,获得电子,酸性条件下结合氢离子生成水,负极电极反应式为:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+,正极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,当1mol甲烷反应时通过质子交换膜转移的H+8mol2.24L甲烷为0.1mol,故反应完通过质子交换膜转移的H+数目为0.8NA;故答案为:0.8NA

3)①从图象可知:250℃时乙酸反应速率最大、催化活性,故选择250℃;故答案为:250℃;

CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体,生成的盐为硝酸铝、硝酸铜,反应还有水生成,反应离子方程式为:3CuAlO2+16H++NO3-=NO↑+3Al3++3Cu2++8H2O;故答案为:3CuAlO2+16H++NO3-=NO↑+3Al3++3Cu2++8H2O

③根据得失电子转移守恒,则:8.96L×[4-(-4)]=22.4L×2x,解得x=1.6;故答案为:1.6

练习册系列答案
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【题目】酸碱中和滴定是中学化学常见实验。

Ⅰ.下图表示50mL酸式滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中剩余液体的体积是______mL。

A、a B、大于a C、小于(50-a) D、大于(50-a)

Ⅱ.某同学欲测定某浓硫酸样品的物质的量浓度,进行了以下实验操作:

A 冷却至室温后,在100mL容量瓶中定容配成100mL稀硫酸。

B 量取20.00mL稀硫酸于锥形瓶中并滴入几滴指示剂。

C 将酸式滴定管和碱式滴定管用蒸馏水洗涤干净,并用各待盛溶液润洗。

D 将物质的量浓度为1.50 mol·L-1的标准NaOH溶液装入碱式滴定管,调节液面记下读数V1

E 继续滴定至终点,记下读数为V2

F 在锥形瓶下垫一张白纸,把锥形瓶移到碱式滴定管下小心滴入NaOH标准溶液,边滴边摇动锥形瓶。

G 量取浓硫酸样品5 mL,在烧杯中用蒸馏水溶解。

H 重复以上实验。

请回答下列问题:

(1)该实验正确操作步骤的顺序为____→ A →__________→D→__________→ H(用编号字母填写)。

(2)量取5mL浓硫酸的仪器是________________________;量取20.00mL稀硫酸的仪器是_________

(3)选用的指示剂是_____________。滴定过程中,视线应注视____________________;判断到达滴定终点的现象是________________;读数时,视线应____________(填“高于”、“低于”或“相平于”)溶液凹液面的最低处。

(4)下表是实验测得的有关数据:

滴定序号

待测稀硫酸的体积(mL)

所消耗NaOH标准溶液液的体积(mL)

V1

V2

20.00

0.50

22.60

20.00

6.00

27.90

请计算出该浓硫酸样品的浓度为____________mol·L-1 (不必写出计算过程)。

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