题目内容

【题目】如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700900℃时,O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是

A. 电池总反应为:N2H4+2O2=2NO+2H2O

B. 电池内的O2-由电极乙移向电极甲

C. 当甲电极上有lmol N2H4消耗时,乙电极上有22.4LO2参与反应

D. 电池正极方程式为:O2 + 4e-+2H2O=4OH-

【答案】B

【解析】

该燃料电池中,负极上燃料失电子发生氧化反应,电极反应式为:N2H4+2O2--4e-=N2↑+2H2O,正极上O2得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+4e-=2O2-,电池总反应为:N2H4+O2=N2↑+2H2O,结合离子的移动方向、电流的方向分析解答。

A.反应生成物均为无毒无害的物质,负极上反应生成N2,则电池总反应为:N2H4+O2=N2↑+2H2OA错误;

B.放电时,阴离子向负极移动,即O2-由电极乙移向电极甲,B正确;

C.由电池总反应为:N2H4+O2=N2↑+2H2O可知,当甲电极上有1molN2H4消耗时,乙电极上有1molO2被还原,由于反应条件未知,所以O2的体积不一定是22.4LC错误;

D.正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+4e-=2O2-D错误;

故合理选项是B

练习册系列答案
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【题目】I.甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法,制备过程涉及的主要反应如下:

反应ICH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) H1=+85.2kJ/mol

反应IICH3OH(g)+O2(g)HCHO(g)+H2O(g) H2

反应III2H2(g)+O2(g)2H2O(g) H3=-483.6kJ/mol

(1)计算反应Ⅱ的反应热H2=_____________________________

(2)750K下,在恒容密闭容器中,发生反应CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),若起始压强为P0,达到平衡转化率为α,则平衡时的总压强P=___________(用含P0α的式子表示);当P0=101kPa,测得α=50.0%,计算反应平衡常数Kp=___________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)

II.CO2既是温室气体,也是重要的化工原料,以CO2为原料可合成多种有机物。

(3)CO2用于生产乙烯,已知:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) HQkJ/mol。一定条件下,按不同的投料比X[X]向某容积可变的恒压密闭容器中充入CO2H2,测得不同投料比时CO2的转化率与温度的关系如图所示。

X1_____X2(填,后同),Q_____0

②图中ABC三点对应的平衡常数KAKBKC的大小关系为_____

(4)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3

①若某次捕捉后得到pH10的溶液,则溶液中c(CO32-)c(HCO3-)=_____[常温下K1(H2CO3)=4.4×107K2(H2CO3)=5×1011]

②欲用5L Na2CO3溶液将23.3g BaSO4固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为__________[已知:常温下Ksp(BaSO4)=1×107Ksp(BaCO3)=2.5×106](忽略溶液体积积的变化)

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