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甲烷燃料电池的化学反应为CH4+2O2=CO2+2H2O，其中1个电极反应式为2O2+8H++8e-=4H2O下列叙述不正确的是（ ）
A．CH4通入负极
B．O2通入正极
C．正极发生氧化反应
D．负极的电极反应式为：CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+
【答案】分析：酸性甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，发生氧化反应，入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为2O2+8H++8e-=4H2O原电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动．
解答：解：A、甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，故A正确；
B、甲烷燃料电池，具有氧化性的氧气为原电池的正极，故B正确；
C、甲烷燃料电池中，正极是氧气发生得电子得还原反应，故C错误；
D、酸性甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，CH4+4H2O-8e-=+8H+，故D错误．
故选CD．
点评：本题考查酸性甲烷电池的工作原理，题目难度不大，本题中注意把握电极反应式的书写，正确判断两极的化学反应，在学习中注意积累电子、电流、离子的流向．
练习册系列答案
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(1)20世纪30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态．下图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：________．

(2)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)．反应过程和能量关系如图所示(图中的?H表示生成1 mol产物的数据)．根据上图回答下列问题：

①P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式________；

②PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是________；

(3)科学家利用太阳能分解水生成氢气，再用氢气与二氧化碳在催化剂作用下反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇(CH3OH)为燃料的燃料电池．已知：

CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1；

CH3OH(l)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.5 kJ·mol－1．

请回答下列问题：

液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为________

(4)已知稀溶液中，H2SO4与1 mol　NaOH溶液恰好完全反应时，放出57.3 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的热化学方程式________．

(5)25℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的甲烷气体生成CO2气体和液态水，放出热量为Q kJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，写出甲烷燃烧的热化学方程式________．

(6)通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能．键能的大小可用于估算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差．

写出常温常压下氢气与氯气反应的热化学方程式________；

该反应中氢气与氯气的总能量________(填“大于”、“等于”、“小于”)氯化氢的总能量．

合成氨联产二甲醚是一项具有中国特色的化工工艺，具有节能环保，其工艺流程如下：

已知造气时，主要发生的反应有：CH4＋H2O→CO＋3H2………①；2CH4＋O2→2CO＋4H2………②．

CO、CO2均可与H2合成甲醇，合成甲醇后排出的醇后气中有很少量的CO、CO2，需与H2转化为甲烷，防止CO使合成氨催化剂中毒．

(1)已知：CH3OCH3(g)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1323 kJ·mol－1；

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1；及CO的燃烧热：283 kJ·mol－1．

在一定条件下，CO、H2能生成二甲醚和气态水，该热化学方程式为________．(本题涉及的条件均在同一条件下)

(2)相同体积的天然气，采用“合成氨同时联产二甲醚”和直接合成氨相比，新工艺优越性有________．

a．减少二氧化硫排放

b．适应低碳经济

c．可提高氮肥产量

d．资源综合利用率和经济效益高

(3)下图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图．a电极的电极反应式为________．

(4)假定造气时产生的转化气中不含CO2，H2与CO物质的量之比为2.2，空气由80％　N2和20％　O2组成，天然气中CH4为100％，且①和②的转化率均为100％．则同温同压下通入的空气和水蒸气的体积比，V(空气)/V(水蒸气)＝________．

(5)今有224 m3(已折合成标准状况)由CO、H2、N2组成的混合气体，分别合成甲醇和氨，且三种气体均完全转化，驰放气中甲烷忽略不计，若得到液氨34 kg，则同时得到二甲醚________千克？

Ⅰ．2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g) +N2(g) ，在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如下图所示。

据此判断：

（1）该反应的ΔH????? 0（选填“＞”、“＜”）。

（2）若在一定温度下，将1.0 mol NO、0.5 mol CO充入0.5 L固定容积的容器中，达到平衡时NO、CO、CO2、N2物质的量分别为：0.8 mol、0.3 mol、0.2 mol、0.1 mol，该反应的化学平衡常数为K=???????? ；若保持温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.3 mol，平衡将????????? 移动（选填“向左”、“向右”或“不”）。

Ⅱ．以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。

回答下列问题：

（1）B极为电池????? 极，电极反应式为????????????????????????????????????? 。

（2）若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解100 mL 1 mol/L的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为???????? （标况下）。

Ⅲ．FeS饱和溶液中存在：FeS(s) Fe2＋(aq)＋S2－(aq)，Ksp=c(Fe2＋)·c(S2－),常温下Ksp=1.0×10－16。又知FeS饱和溶液中c(H＋)与c(S2－)之间存在以下限量关系：[c(H＋)]2·c(S2－)＝1.0×10－22，为了使溶液中c(Fe2＋)达到1 mol/L，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的pH为?????? 。

 

“神舟”五号载人飞船的顺利发送与回收，标志着我国的科技水平达到了一个新的高峰。
（1）为了保持载人飞船座舱内空气成分的相对稳定，科学家提出“金属过氧化物处理系统”，即不断地把座舱内的空气通过盛有金属过氧化物（Na2O2）的容器，并把处理后的气体充入座舱。该方法的有关反应方程式是___________________________。
（2）若用超氧化钾（KO2）代替Na2O2作为O2的来源，效果更好。等质量的KO2、Na2O2分别与足量的CO2反应生成O2的质量之比为（填最简整数比）__________________。
（3）载人飞船推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水（H2O2）。当它们混合反应时，即产生大量N2和H2O（g），并放出大量的热。已知0．4mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成
N2和H2O（g），放出256．652kJ的热量。则该反应的热化学方程式为____________________________。 （4）如果舱内使用的是甲烷－氧气燃料电池，工作时可将铂电极插入KOH溶液中，然后在两个电极上分别通入CH4和O2。根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为电池的______极，若反应生成K2CO3和
H2O，则这一极的电极反应式为__________________________。

甲醇合成反应为：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) 工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：

(1)制备合成气：CH4+H2O（g）CO+3H2。为解决合成气中H2过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO2：CO2+H2=CO+H2O。为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为__________。

(2)合成甲醇：①反应过程中物质能量变化如右图所示。写出合成甲醇的热化学方程式__________________              。

实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验。将lmolCO和2molH2通人容器中，分别恒温在300℃和500℃反应，每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下：

(表中数据单位：mol·L—1)

②300℃时反应开始10分钟内，H2的平均反应速率为__________。

③500℃时平衡常数K的数值为___________。

④300℃时，将容器的容积压缩到原来的1／2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系  产生的影响是__________(填字母)。

a.c(H2)减小                       b．正反应速率加快，逆反应速率减慢

c.CH3OH的物质的量增加 d．重新平衡时c(H2)／c(CH3OH)减小

（3）甲醇直接燃烧会产生一定的污染，某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示甲醇燃料电池， 该电池负极的电极反应式为                                     ；工作一段时间后，当9．6g甲醇完全反应时，有          NA个电子转移。