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科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径,美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂,在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气。回答下列问题:

(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式:________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)此电池的正极发生的电极反应:________________________________________________________________________,

负极发生的电极反应: __________________________________________________。

(3)电解液中H向________极移动,向外电路释放电子的电极是________。

(4)使用该燃料电池的另一个好处是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。


答案 (1)2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O

(2)3O2+12H+12e—→6H2O

2CH3OH+2H2O—→2CO2+12H+12e

(3)正 负极 (4)对环境无污染

解析 (1)燃料电池的电池反应为燃料的氧化反应,在酸性条件下生成的CO2不与H2SO4反应,故电池总反应式为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。

(2)电池的正极O2得电子,由于是酸性环境,所以会生成H2O,用电池总反应式减去正极反应式即可得出负极的电极反应式。

(3)H移向正极,在正极生成水。

(4)产物是CO2和H2O,不会对环境造成污染。


练习册系列答案
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化合物X是一种环境激素,存在如下转化关系:

                            

化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应,分子中含有两个化学环境完全相同的甲基,其苯环上的一硝基取代物只有两种。1HNMR谱(氢核磁共振谱)显示化合物G的所有氢原子化学环境相同。F是一种可用于制备隐形眼镜的高聚物。根据以上信息回答下列问题:

   (1)下列叙述正确的是               

        a.化合物A分子中含有联苯结构单元(         )

        b.化合物A可以和NaHCO3溶液反应,放出CO2气体

        c.X与NaOH溶液反应,理论上1 mol X最多消耗6 mol NaOH

        d.化合物D能与Br2发生加成反应

   (2)化合物C的结构简式是                                          

A→C的反应类型是                

(3)写出同时满足下列条件的D的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构)

 

                                                               

           a.属于酯类                   b.能发生银镜反应

     

(4)写出B→G反应的化学方程式                                            

     

(5)写出E→F反应的化学方程式                                           


氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。

(1)以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池,因产物无污染,在很多领域得到广泛应用。若电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液,则该电池负极电极反应式为           

(2)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2+3H22NH3。该可逆反应达到平衡的标志是________________。

A.3v(H2)=2v(NH3)

B.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2

C.容器内的总压强不再随时间而变化

D.混合气体的密度不再随时间变化

E.a molN≡N键断裂的同时,有6amolN—H键断裂

F.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2

(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:

反应时间/min

0

5

10

15

20

25

30

压强/MPa

16.80

14.78

13.86

13.27

12.85

12.60

12.60

则从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率=          ;该温度下平衡常数K=          

(4)以CO2与NH3为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下,已知:

①2NH3(g)+CO2(g) == NH2CO2 NH4(s)      △H= —l59.5 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g)   △H=+116.5 kJ·mol-1

③H2O(1) == H2O(g)                       △H=+44.0kJ·mol-1

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式                         

对于上述反应②在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解,平衡时P[H2O(g)]为a Pa,若反应温度不变,将体系的体积增加50%,则P[H2O(g)]的取值范围是_________________(用含a的式子表示)。(分压=总压×物质的量分数)

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