题目内容

【题目】一种固定CO2的电化学装置如图,该电化学装置放电时可将CO2转化为Li2CO3和C,充电时选用合适催化剂,只有Li2CO3发生氧化反应,释放出CO2和O2。下列说法正确的是

A.放电时,Li+向电极X方向移动

B.充电时,电极Y应与外接直流电源的负极相连

C.充电时,阳极的电极反应式为C +2Li2CO3-4e- =3CO2 ↑+4Li +

D.充电时,每转移0.4mol电子,理论上阳极生成标准状况下4.48LCO2

【答案】D

【解析】

根据题干分析可知,放电时,X极上Li失电子,则X为负极,Y为正极,正极上CO2得电子生成C和Li2CO3;充电时,阴极上Li+得电子生成Li,阳极上Li2CO3发生氧化反应,释放出CO2和O2,电极反应式为2Li2CO3-4e-==2CO2↑+4Li++O2↑,据此分析解答。

A.放电时,X极上Li失电子,则X为负极,Y为正极,阳离子向正极移动,即Li+向电极Y方向移动,A选项错误;

B.该电池充电时,电源的负极与外加电源的负极相连,即电极X与外接直流电源的负极相连,B选项错误;

C.阳极上Li2CO3发生氧化反应,释放出CO2和O2,电极反应式为2Li2CO3-4e-==2CO2↑+4Li++ O2↑,C选项错误;

D.电池充电时,只有Li2CO3发生氧化反应,所以反应式为2Li2CO3-4e-==2CO2↑+4Li++O2↑每转移0.4mol电子,理论上阳极产生0.2molCO2,标准状况下的体积为4.48L,D选项正确;

答案选D。

练习册系列答案
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(1)已知下列热化学方程式:

i. CH2=CHCH3(g)+ Cl2(g)=CH2ClCHClCH3(g) △H1= -133 kJ·mol-1

ii. CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)=CH2 =CHCH2Cl(g)+HCl(g) △H2= -100 kJ·mol-1

又已知在相同条件下,CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)=CH2ClCHClCH3(g) 的正反应的活化能Ea(正)为132 kJmol-1,则逆反应的活化能Ea(逆)为________kJmol-1。

(2)查阅资料得知,反应CH3CHO(aq)=CH4(g)+CO(g)在含有少量I2的溶液中分两步进行:

第I步反应为CH3CHO(aq)+I2(aq)→CH3I(l) +HI(aq)+CO(g)(慢反应);

第II步为快反应。增大I2的浓度________(填“能”或“ 不能”)明显增大总反应的平均速率,理由为______________。

(3)用催化剂Fe3(CO)12/ZSM -5催化CO2加氢合成乙烯的反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。

催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。

欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM -5中添加__________助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是__________________。

(4)在一密闭容器中,起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S):n(CH4) =2:1,发生反应:CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。0. 11MPa时,温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如下图所示:

为提高H2S的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是______________(列举一条)。N点对应温度下,该反应的Kp=______ ( MPa)2(Kp为以分压表示的平衡常数)。

(5)合成碳酸二甲酯的工作原理如下图所示。

阳极的电极反应式为_______,离子交换膜a为__________(填“阳膜”、“阴膜”)。

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