题目内容

4．丙烷（C3H8）熔融盐燃料电池和锌蓄电池均为用途广泛的直流电源，放电时二者的总反应分别为
C3H8+5O2═3CO2+4H2O，2Zn+O2═2ZnO．用丙烷（C3H8）燃料电池为锌蓄电池充电的装置如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A．物质M为CO2
B．燃料电池消耗1mo1 O2时，理论上有4 mol OH-透过b膜向P电极移动
C．a膜、b膜均适宜选择阴离子交换膜
D．该装置中，锌蓄电池的正极反应式为Zn+2OH--2e-═ZnO+H2O

分析 左边装置是丙烷（C3H8）熔融盐燃料电池，所以是原电池，原电池放电时，燃料失电子发生氧化反应，所以投放C3H8的电极为负极，投放氧化剂氧气和M的电极为正极，正极上氧化剂得电子发生还原反应，反应式为：O2+2CO2+4e-=2CO32-；右边装置有外接电源，所以是电解池，连接负极的Q电极是阴极，连接正极的P电极是阳极，阳极上失电子发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应，据此分析解答．

解答 解：A、左边装置是丙烷（C3H8）熔融盐燃料电池，所以是原电池；原电池放电时，正极上氧化剂得电子发生还原反应，即氧气得电子和M反应生成碳酸根，电极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32-，所以M为CO2，故A正确；
B、根据得失电子守恒，燃料电池消耗1mo1 O2时，则转移4 mol 电子，连接正极的P电极是阳极，反应式为4OH--4e-═O2+2H2O，所以理论上有4 mol OH-透过b膜向P电极移动，故B正确；
C、因为正极上氧气得电子和M反应生成碳酸根，负极C3H8失电子生成消耗碳酸根，所以a膜选择阴离子交换膜，连接正极的P电极是阳极，反应式为4OH--4e-═O2+2H2O，消耗氢氧根，连接负极的Q电极是阴极，阴极为氧化锌得电子发生还原反应生成氢氧根，则b膜适宜选择阴离子交换膜，故C正确；
D、该装置中，锌蓄电池放电时的总反应分别为2Zn+O2═2ZnO，则负极反应式为Zn+2OH--2e-═ZnO+H2O，故D错误．
故选D．

点评 本题考查了原电池和电解池，明确原电池和电解池原理是解本题关键，知道离子的放电顺序，题目难度中等．

练习册系列答案
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6．m、n、p、q为原子序数依次增大的短周期主族元素．四种原子最外层电子数之和为18，n3-与p2+具有相同的电子层结构．下列叙述中错误的是（　　）
A．m、n、q一定是非金属元素
B．氢化物的沸点：q＞n＞m
C．离子半径的大小：q＞n＞p
D．m与q形成的二元化合物一定是共价化合物
15．下列有关化学用语表示正确的是（　　）
A．氢氧根离子的电子式：B．NH4Br的电子式：
C．Cl-的结构示意图：D．过氧化钠的电子式：
12．“低碳经济”备受关注，CO2的有效开发利用成为科学家研究的重要课题．
（1）已知：
CO2（g）+2H2（g）?C（s）+2H2O（g）△H=-90.0kJ•mol-1
H2O（1）═H2O（g）△H=+44.0kJ•mol-1
C（s）的燃烧热△H=-394.0kJ•mol-1
则表示H2燃烧热的热化学方程式为H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（l）△H=-286KJ/mol．
（2）在0.1MPa、Ru/TiO2催化下，将H2和CO2按投料比$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$=4：1置于恒压密闭容器中发生反应：
反应I  CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）△H1
反应II  CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H2
测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示．
（选择性：转化的CO2中生成CH4或CO的百分比）

①反应I的△H1＜ （填“＞”、“＜“或“=”）0；理由是反应Ⅰ达到平衡状态后，随温度升高二氧化碳平衡转化率减小，说明正反应为放热反应．
②温度过高或过低均不利于反应I的进行，原因是温度过低，化学反应速率慢，温度过高反应Ⅰ向逆反应方向进行且CH4的选择性减小．
③350℃时，反应I的平衡常数Kp=2.89×104（MPa）-2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）．
④为减少CO在产物中的比率，可采取的措施有降低温度或增加压强（列举一条）．
（3）为探究反应I的反应速率与浓度的关系，向恒容密闭容器中通入浓度均为1.0mol•L-1的H2与CO2．根据相关数据绘制出反应速率与浓度关系曲线：v正～c（CO2）和v逆～c（H2O）．则与曲线v正～c（CO2）相对应的是图3曲线乙（填“甲”或“乙”）；该反应达到平衡后，某一时刻降低温度，反应重新达到平衡，则此时曲线甲对应的平衡点可能为D（填字母，下同），曲线乙对应的平衡点可能为C．
19．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（　　）
选项实验现象结论
A炭粉中加入浓硝酸并加热，导出的气体通入少量澄清石灰水中有红棕色气体产生，石灰水变浑浊有NO2和CO2产生
BFeCl3和BaCl2混合溶液中通入足量SO2溶液变为浅绿色且有白色沉淀生成沉淀为BaSO3
C钠块放在石棉网上加热钠块熔化，最终得淡黄色固体熔点：Na2O2＞Na
D蔗糖中滴入浓硫酸并不断搅拌产生黑色蓬松多孔固体浓硫酸具有吸水性和强氧化性
A．AB．BC．CD．D
9．4，7-二甲基香豆素（熔点：132.6℃）是一种重要的香料．由间甲苯酚为原料合成4，7-二甲基香豆素的反应如下：
+CH3COCH2COOC2H5$→_{10℃搅拌12h}^{浓硫酸}$+C2H5OH+H2O
实验装置图如图：

主要实验步骤：
步骤1：向装置a中加入60mL浓硫酸，并冷却至0℃以下，搅拌下滴入间甲苯酚30mL（0.29mol）和乙酰乙酸乙酯26.4mL（0.21mol）的混合物．
步骤2：保持10℃，搅拌12h，反应完全后，将其倒入冰水混合物中，然后抽滤、水洗得粗产品．
步骤3：粗产品用乙醇溶解并重结晶，得白色针状晶体并烘干，称得产品质量为33.0g．
（1）简述装置b中将活塞上下部分连通的目的平衡上下气压，使漏斗中液体顺利流下．
（2）装置c的名称为抽滤瓶，与过滤相比，抽滤的优点是加快过滤速率．
（3）浓硫酸需要冷却至0℃以下的原因是防止浓H2SO4将有机物氧化或炭化．
（4）反应需要搅拌12h，其原因是使反应物充分接触反应，提高反应产率．
（5）本次实验产率为89.3%．
16．下列化学实验对应的现象及结论都正确且两者具有因果关系的是（　　）
实验现象结论
A向浓度均为0.1mol/L的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液中滴加几滴酚酞试剂前者溶液变红，后者不变色NaHCO3水解，而NaHSO3不水解
B向NaAlO2溶液中通入NH3白色沉淀Al（OH）3不能溶解在弱碱中
C向滴有品红的水中通入SO2溶液红色褪去SO2具有氧化性
D将充有NO2的密闭烧瓶放入热水中烧瓶内气体颜色变深NO2生成N2O4的反应中，△H＜0
A．AB．BC．CD．D
13．下列说法正确的是（　　）
A．烷烃名称为3，5-二甲基-4-乙基己烷
B．涤纶是由对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）通过加聚反应得到的
C．有机物 CH3CH2CH（CH3）2 的一氯代物有 4 种
D．葡萄糖可以进一步水解成两分子乳酸
7．过氧化氢（H2O2）俗称双氧水．是一种重要的化工产品，具有漂白、氧化、消毒、杀菌等多种功效，广泛应用于纺织、造纸、化工、电子、轻工、污水处理等工业．回答下列问题：
（1）H2O2的电子式为．
（2）用H2O2与稀硫酸的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜．
已知：Cu（s）+2H+（aq）═Cu2+（aq）+H2（g）△H=+64kJ/mol
2H2O2（1）═2H2O（l）+O2（g）△H=-196kJmol
H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（l）△H=-286kJ/mol
则在稀硫酸溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为：Cu（s）+H2O2（l）+2H+（aq）═Cu2+（aq）+2H2O（l）△H=-320kJ/mol．
（3）工业上常用电解硫酸氢铵水溶液的方法制备过氧化氢，其原理为：首先2NH4HSO4$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$（NH4）2S2O8+H2↑，然后由（NH4）2S2O8水解得到H2O2和另一产物．则：
①电解时阳极的电极反应式为2SO42--2e-=S2O82-；
②（NH4）2S2O8水解时发生反应的化学方程式为（NH4）2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2．
（4）现甲、乙两个化学小组利用两套相同装置，通过测定产生相同体积气体所用时间长短来探究影响H2O2分解速率的因素（仅一个条件改变）．甲小组有如下实验设计方案．
实验编号温度催化剂浓度
甲组实验Ⅰ25℃三氧化二铁10mL5%H2O2
甲组实验Ⅱ25℃二氧化锰10mL 5%H2O2
甲、乙两小组得出如图数据．
①甲小组实验得出的结论是H2O2分解时，MnO2比Fe2O3催化效率更高．
②由乙组研究的酸、碱对H2O2分解影响因素的数据分析，相同条件下H2O2在碱（填“酸”或“碱”）性环境下放出气体速率较快；由此，乙组提出可以用BaO2固体与硫酸溶液反应制H2O2，其反应的离子方程式为BaO2+2H++SO42-═BaSO4↓+H2O2；支持这一方案的理由是（BaSO4的生成有利于平衡右移即有利于H2O2的生成）酸性环境有利于H2O2的存在（等其他合理原因）．
③已知过氧化氢还是一种极弱的二元酸：H2O2?H++HO2-（K${\;}_{{a}_{1}}$=2.4×10-12）．当稀H2O2溶液在碱性环境下分解时会发生反应H2O2+OH-?HO2-+H2O，该反应中，正反应速率为V正=k正•c（H2O2）•c（OH-），逆反应速率为v逆=k逆•c（H2O）•c（HO2-），其中k正、k逆为速率常数，则k正与k逆的比值为1.33×104（保留3位有效数字）．

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