题目内容
6.I.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,研究甲醇具有重要意义.工业上可用CO2和H2制取甲醇,已知下列反应的能量变化图:则由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H=-50KJ/mol
II.如图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液,其中c、d、e、g、h为石墨电极,f为Fe棒.甲为磷酸铁锂动力电池是一种高效长寿命的二次电池,其工作原理为:
C6Li+FePO4 $?_{充电}^{放电}$C6Li(1-x)+xLiFePO4+(1-x)FePO4
闭合K发现g电极附近的溶液先变红,20min后,将K断开,此时c、d两极上产生的气体体积相同,据此回答:
(1)a为电池正极(填正或负),其发生的电极反应方程式为:xLi++xFePO4+xe-═xLiFePO4+(1-x)FePO4.
(2)在丁装置中发生的总反应化学方程式:2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑.
(3)电解至20min时,停止电解,此时要使乙中溶液恢复到原来的状态,需要加入的物质可以是B(A.CuO、H2O B.Cu(OH)2 C.Cu2(OH)2CO3)其物质的量是0.1mol.20min后将乙装置与其他装置断开,然后在c、d两极间连接上灵敏电流计,发现电流计指针偏转,d电极上发生的电极反应式为:4H++NO3-+3e-=NO+2H2O.
分析 I.由图可知,①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41KJ/mol,
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H=-91KJ/mol,
结合盖斯定律②-①得到CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l);
II.甲池是原电池做电源,发生的反应为:C6Li+FePO4 $?_{充电}^{放电}$C6Li(1-x)+xLiFePO4+(1-x)FePO4;乙、丙、丁是电解池,闭合K,发现g电极附近的溶液变红,说明g电极是电解池的阴极,h是电解池的阳极;所以a为正极,b为负极;c电极为阴极,d为阳极;e电极为阴极,f为阳极;20min后,将K断开,此时c、d两极上产生的气体体积相同,乙中发生阴极反应为Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑,阳极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,丙中电解水,丁中阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,以此来解答.
解答 解:I.由图可知,①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41KJ/mol,
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H=-91KJ/mol,
结合盖斯定律②-①得到CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l),
则由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H=-50KJ/mol,
故答案为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H=-50KJ/mol;
II.(1)由上述分析可知,a为正极,正极反应为xLi++xFePO4+xe-═xLiFePO4+(1-x)FePO4,故答案为:正;xLi++xFePO4+xe-═xLiFePO4+(1-x)FePO4;
(2)在丁装置中发生的总反应化学方程式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑,故答案为:2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑;
(3)乙中发生阴极反应为Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑,阳极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,硝酸铜为0.1mol,设生成气体均为xmol,则4x=2x+0.1×2,x=0.1mol,所以电路中电子转移总数为0.4mol,电解时生成0.1mol氢气、0.1mol氧气和0.1molCu,若使乙中溶液恢复到原来的状态,需要加入0.1molCu(OH)2,
20min后将乙装置与其他装置断开,然后在c、d两极间连接上灵敏电流计,发现电流计指针偏转,c上析出Cu作负极,d为石墨作正极,正极上硝酸根离子得到电子生成NO,d电极上发生的电极反应式为4H++NO3-+3e-=NO+2H2O,
故答案为:B;0.1mol;4H++NO3-+3e-=NO+2H2O.
点评 本题考查反应热与焓变、电化学,为高频考点,把握图中能量变化、盖斯定律应用、电极反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,综合性较强,题目难度不大.
| A. | 同一周期元素形成的简单离子的半径从左到右依次减小 | |
| B. | 主族元素的最高正价均等于其族序数 | |
| C. | 元素的非金属性、金属性与元素原子在氧化还原反应中得失电子数目的多少无关 | |
| D. | 元素的非金属性越强,其气态氢化物的还原性越弱,其气态氢化物的酸性也越弱 |
| A. | 2.3g钠由原子变成离子时,失去的电子数为0.2 NA | |
| B. | 0.2 NA个硫酸分子与19.6g磷酸(H3PO4)含有相同的氧原子数 | |
| C. | 28g氮气所含的原子数为NA | |
| D. | NA个氧分子与NA个氢分子的质量比为8:1 |
| A. | O、Na、S | B. | I、Br、Cl | C. | Al、Si、P | D. | Li、Na、K |
| A. | 量筒 | B. | 蒸发皿 | C. | 烧瓶 | D. | 分液漏斗 |
| A. | 汽车尾气中含有的氮氧化物是汽油不完全燃烧造成的 | |
| B. | 光导纤维、碳纤维、聚酯纤维都是新型无机非金属材料 | |
| C. | PM2.5(颗粒直径接近2.5×10-6m)分散在空气中能够产生丁达尔效应 | |
| D. | 以液化石油气代替燃油可减少大气污染 |
①稳定性:HCl>H2S>PH3
②离子半径:O2->F->Na+>Mg2+>Al3+
③碱性:NaOH>KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2
④最高化合价:Cl>Si>Al>F
⑤沸点:HF>HCl>HBr>HI.
| A. | ①②④⑤ | B. | ①②④ | C. | ①②⑤ | D. | ①④⑤ |
| A. | 水解能力不同 | B. | Ksp不同 | C. | 溶解的速度不同 | D. | 酸碱性不同 |
| A. | 某同学的体检报告单显示其血液中葡萄糖含量为4.94mmol/L,mmol/L是物质的量的单位 | |
| B. | 石油是复杂的混合物,通过分馏可以获得汽油、煤油等,通过催化重整可以获得乙烯、丙烯等 | |
| C. | 自然界中的方铅矿(PbS),遇上CuSO4溶液会慢慢变成铜蓝(CuS)说明Ksp(PbS)>Ksp(CuS) | |
| D. | 水玻璃是制备木材防火剂的原料,其主要成分是二氧化硅 |