题目内容
【题目】(1)用惰性电极电解下列溶液,写出电极反应式和总反应式以及溶液复原需加入的物质
①NaCl溶液
阴极:_________;阳极:_________;总反应式:_______________;溶液复原需加入的物质____________。
②CuSO4溶液
阴极:_________;阳极:______;总反应式:____________________________;溶液复原需加入的物质____________。
(2)写出下列原电池电极反应式和总反应式
①氢氧燃料电池(电解质是KOH溶液)
负极反应:______________________;
正极反应:__________________;
总反应:_____________。
②甲烷燃料电池。碱性介质(如KOH)
负极:____________;
正极:______________;
总反应式:_________。
【答案】2H++2e-=H2↑ 2Cl--2e-=Cl2↑ 2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑ 通HCl气体 2Cu2++4e-=2Cu 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 2CuSO4+2H2O
2Cu+2H2SO4+O2↑ 加CuO或CuCO3固体 2H2-4e-+4OH-=4H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 2H2+O2=2H2O CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 2O2+8e-+4H2O=8OH- CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
【解析】
(1)①用惰性电极电解NaCl溶液时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,所以阴极、阳极、电池反应式分别为2H++2e-=H2↑、2Cl--2e-=Cl2↑、2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,溶液复原需加入的物质是通HCl气体;
②用惰性电极电解CuSO4溶液时,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阴极上铜离子放电生成铜单质,所以阴极、阳极、电池反应式分别为2Cu2++4e-=2Cu、4OH--4e-=2H2O+O2↑、2CuSO4+2H2O
2Cu+2H2SO4+O2↑,溶液复原需加入的物质是加CuO或CuCO3固体;
(2)①氢氧燃料电池(电解质是KOH溶液)工作时,氢气失电子是还原剂,发生氧化反应;氧气得电子是氧化剂,发生还原反应。
负极上氢气失电子在碱性条件下生成水,发生的电极反应为: 2H2-4e-+4OH-=4H2O;
正极是O2得到电子生成水,发生的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
电极的总反应式为2H2+O2=2H2O;
②甲烷燃料电池。碱性介质(如KOH)工作时,负极上甲烷失电子在碱性条件下生成碳酸盐和水,反应的电极方程式为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;
正极上氧气得电子产生氢氧根离子,反应的电极方程式为:2O2+8e-+4H2O=8OH-;
电极总反应式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O。
【题目】(1)实验测得,5g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式: ___________。
(2)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
化学键 | H-H | N-H | N≡N |
键能/kJ·mol-1 | 436 | 391 | 945 |
已知反应N2+3H2
2NH3 △H=a kJ·mol-1。试根据表中所列键能数据计算a 的数值:__________。
(3)以CO作还原剂与磷石膏反应,不同反应温度下可得到不同的产物。向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO,且c初始(CO)=1×10-4mol·L-1,反应体系起始总压强为0.1a MPa, 1150℃下,反应:CaSO4(s) + CO(g)
CaO(s) + CO2(g) + SO2(g)达到平衡时, CO的转化率为80%,该反应的压强平衡常数Kp=________MPa(用含a的代数式表示;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数;忽略副反应)。