12.(2010·山师附中月考题)由于燃料电池汽车,尤其氢燃料电池汽车可以实现零污染排放,驱动系统几乎无噪音,且氢能取之不尽、用之不竭,燃料电池汽车成为近年来汽车企业关注的焦点。为了获得竞争优势,各国纷纷出台政策,加速推进燃料电池关键技术的研发。燃料电池的燃料有氢气、甲醇、汽油等。

(1)二氧化碳是地球温室效应的罪魁祸首,目前人们处理二氧化碳的方法之一是使其与氢气反应合成甲醇,甲醇是汽车燃料电池的重要燃料。已知氢气、甲醇燃烧的热化学方程式如下:

2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);ΔH=-285 kJ·mol1

CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-726.0 kJ·mol1

写出二氧化碳与氢气合成甲醇液体的热化学方程式:___________________________。

(2)有科技工作者利用稀土金属氧化物作为固体电解质制造出了甲醇-空气燃料电池。这种稀土金属氧化物在高温下能传导O2

①电池正极发生的反应是_______________________________________;

负极发生的反应是____________________________________________。

②在稀土金属氧化物的固体电解质中,O2的移动方向是________。

③甲醇可以在内燃机中燃烧直接产生动力推动机动车运行,而科技工作者却要花费大量的精力研究甲醇燃料汽车。主要原因是:___________________________________。

解析:(1)热化学方程式①×-②可得合成甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(l);ΔH=298.5 kJ·mol-1

(2)该燃料电池的正极是氧气得电子,而负极则是甲醇失电子。由于正极氧气得电子生成O2,而负极O2参与电极反应,故在固体电解质中O2从正极流向负极;燃料电池中使用的燃料不经过燃烧而直接转化为电能,能量转化率高。

技巧点拨:由已知的几个热化学方程式求另外的热化学方程式,往往需要应用盖斯定律对已知的几个热化学方程式进行变形,然后进行加减处理。

答案:(1)CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(l);ΔH=298.5 kJ·mol1

(2)①O2+4e===2O2 CH3OH+3O2-6e===CO2+2H2O

②从正极流向负极 ③燃料电池的能量转化率高

8.(2010·原创题)写出下列反应的离子方程式

(1)用胃舒平治疗胃酸过多。

(2)用双氧水将某酸性溶液中的Fe2+转化成Fe3+

(3)水玻璃(Na2SiO3的水溶液)与NH4Cl溶液混合制各种模型。

(4)乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色(氧化产物为气体)。

(5)用食醋除水壶中的水垢(CaCO3)。

(6)向含0.1 mol NaAlO2的溶液中滴加20 mL 8 mol/L的HCl(aq)的离子方程式为________________________________________________________________________。

(7)含0.1 mol Ca(HCO3)2的溶液中逐滴加入100 mL 1.5 mol/L的NaOH溶液的离子方程式为___________________________________________________________________。

(8)向Mg(HCO3)2溶液中滴加过量的NaOH溶液,离子反应方程式为________________________________________________________________________。

(9)向含0.1 mol FeI2的溶液中滴加含0.12 mol Br2的溴水,离子反应方程式为________________________________________________________________________。

解析:(1)胃舒平主要成分Al(OH)3,胃酸主要成分HCl。

(2)H2O2将Fe2+氧化,还原产物是H2O。

(3)SiO32与NH4+发生双水解反应生成H2SiO3沉淀。

(4)C2H4被氧化成CO2,碳元素从-2价升高到+4价。

(5)CH3COOH与CaCO3反应,生成的醋酸钙是强电解质且可溶。

(6)n(AlO2)=0.1 mol,n(H+)=0.16 mol,反应过程可认为是①AlO2+H++H2O===Al(OH)3↓,

②Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O,所以该反应离子方程式为:5AlO2+8H++2H2O===Al3++4Al(OH)3

(7)该反应过程可认为:Ca2++HCO3+OH===CaCO3↓+H2O,HCO3+OH===CO32+H2O。所以该反应离子方程式为:2Ca2++3HCO3+3OH===2CaCO3↓+3H2O+CO32

(8)注意MgCO3的溶解度比Mg(OH)2的大,因而该反应离子方程式为:Mg2+

+2HCO3+4OH===Mg(OH)2↓+2CO32+2H2O。

(9)因为还原性I>Fe2+,且Br2也能氧化Fe2+。首先I全部被氧化后,Br2再氧化

Fe2+,该反应离子方程式为:2Fe2++10I+6Br2===2Fe3++5I2+12Br

答案:(1)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O

(2)H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O

(3)SiO32+2NH4++2H2O===H2SiO3↓+2NH3·H2O

(4)5C2H4+12MnO4+36H+===12Mn2++10CO2+28H2O

(5)2CH3COOH+CaCO3===2CH3COO+Ca2++H2O+CO2

(6)5AlO2+8H++2H2O===Al3++4Al(OH3)↓

(7)2Ca2++3HCO3+3OH===2CaCO3+3H2O+CO32

(8)Mg2++2HCO3+4OH===Mg(OH)2↓+2CO32+2H2O

(9)2Fe2++10I+6Br2===2Fe3++5I2+12Br

考点3  化学反应中能量变化规律、热化学方程式的书写及正误判断

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