题目内容

某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解200 mL一定浓度NaCl与CuSO4混合溶液，其装置如图：

(1)写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式________．

(2)理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)，写出在t1后，石墨电极上的电极反应式________，原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为________mol/L，CuSO4的物质的量浓度为________mol/L．(假设溶液体积不变)

(3)电解至t3时，消耗水的质量为________g．

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（2012?天津模拟）甲醇是一种可再生能源，用途广泛，一种由甲醇、氧气以及强碱溶液制成的新型手机电池，容量达氢镍电池或锂电池的10倍．回答下列有关问题：
（1）工业上有一种生产甲醇的反应：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1
在某温度下，容积均为1L的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，经10秒钟后达到平衡，达到平衡时的有关数据如下表：
容器 A B
反应物投入量 1mol CO2（g）和3mol H2（g） 1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g）
CH3OH（g）浓度（mol?L-1） c1 c2
反应能量变化 放出29.4kJ 吸收akJ
①从反应开始至达到平衡时，A中用CO2来表示的平均反应速率为
0.06mol/（L?S）
0.06mol/（L?S）
．
②该温度下，反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g） 的化学平衡常数的值为
0.12
0.12
．
③a=
19.6
19.6
．
④下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是
BC
BC
．
A．升高温度        B．充入氢气
C．将水蒸气从体系中分离    D．用更有效的催化剂
（2）某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，其装置如图1：

①写出甲中通入甲醇一极的电极反应式
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
．
②图2中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出电解开始时铁极上的电极反应式
Cu2++2e-=Cu
Cu2++2e-=Cu
；
t1后石墨电极上的电极反应式
4OH--4e-=O2↑+2H2O
4OH--4e-=O2↑+2H2O
；计算在t2时所得溶液的pH为（忽略电解前后溶液体积的变化）
1
1
．
甲醇的用途广泛，摩托罗拉公司也开发出一种由甲醇、氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，容量达氢镍电池或锂电池的10倍，可连续使用一个月才充一次电．请完成下列与甲醇有关的问题．
（1）工业上有一种生产甲醇的反应为：
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）；△H=-49.0kJ?mol-1
在温度和容积相同的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，经10秒钟后达到平衡，达到平衡时的有关数据如下表：
容器 A B
反应物投入量 1mol CO2（g）和3mol H2（g） 1mol CH3OH（g）和3mol H2O（g）
CH3OH（g）浓度（mol?L-1） c1 c2
反应能量变化 放出29.4kJ 吸收akJ
①从反应开始到达到平衡时，A中用CO2来表示的平均反应速率为
0.1c1mol/（L?S）或0.1c2mol/（L?S）
0.1c1mol/（L?S）或0.1c2mol/（L?S）
．
②A中达到平衡时CO2的转化率为
60%
60%
．③a=
19.6
19.6
．
某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解200mL-定浓度NaCl与CuSO4混合溶液，其装置如图：

①写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O

②理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t1后，石墨电极上的电极反应式
4OH--4e-=O2↑+2H2O
4OH--4e-=O2↑+2H2O
；在t2时所得溶液的pH为
1
1
．（假设溶液体积不变）
（2012?红桥区一模）能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO （g）+2H2 （g）?CH3OH （g）△H1
反应Ⅱ：CO2（g）+3H2 （g）?CH3OH （g）+H2O （g）△H2
①上述反应符合．“原子经济”原则的是
Ⅰ
Ⅰ
（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）；
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数（K）．
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
由表中数据判断△H1
＜
＜
0（填“＞”、“=”或“＜”），反应Ⅰ的平衡常数的表达式是
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
．
③某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，按反应Ⅰ充分反应达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为
80%
80%
．
（2）根据如图所示的能量变化写出由碳转化成CO的热化学方程式
C（s）+1/2O2（g）=CO （g）△H=-110.6 kJ/mol
C（s）+1/2O2（g）=CO （g）△H=-110.6 kJ/mol
．
（3）某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解200mL一定浓度NaCl与CuSO4混合溶液，其装置如下1图：

①写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
．
③理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如题2图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t1后，石墨电极上的电极反应式
4OH--4e-=O2↑+2H2O
4OH--4e-=O2↑+2H2O
；在t2时所得溶液的pH约为
1
1
．（溶液体积变化忽略不计）

某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解200mL—定浓度NaCl与CuSO4混合溶液，其装置如图：

（1）写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式                                 。
（2）理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t1后,石墨电极上的电极反应式                ，原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为            mol/L，CuSO4的物质的量浓度为          mol/L。（假设溶液体积不变）
（3）电解至t3时，消耗水的质量为         g。

（10分）甲醇(CH3OH)的用途广泛，摩托罗拉公司也开发出一种由甲醇、氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，容量达氢镍电池或锂电池的10倍，可连续使用一个月才充一次电．请完成下列与甲醇有关的问题．

（1）工业上用3克氢气与二氧化碳反应生成气态甲醇和水蒸气，放出24.5千焦的热量。

①请写出该反应的热化学反应方程式：                                                      利用该反应，在温度和容积相同的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，经10秒钟后达到平衡，达到平衡时的有关数据如下表：    

②从反应开始到达到平衡时，A中用CO2来表示的平均反应速率为                  。

③A中达到平衡时CO2的转化率为            ， B中a=           。

（2）某同学设计了一个甲醇燃料电池，其装置如图：

①写出图中通入甲醇这一极的电极反应式                                        。

②反应一段时间后，正极附近的碱性          （增强。减弱  不变）

 

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