题目内容
下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:![]()
(1)M电极的材料是 ,电极名称是 ,加入乙醇的铂电极的电极反应
式为 。写出乙池中发生的化学反应的离子方程式: 。
(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32g时,甲池中理论上消耗氧气为 L(标准状况下);若此时乙池溶液的体积为400mL,则乙池中溶液的pH为 。
(3)若在常温常压下,1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量。表示该反应的热化学方程式为 。
(4)甲烷也是一种很好的清洁能源。蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol。356g“可燃冰”(若分子式为CH4·9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水.放出的热量为 kJ。
(1)铁 阴极 C2H5OH-12e+16OH—=2CO32—+11H2O 4Ag++2H2O
4Ag+4H++O2↑.
(2)0.224 1 (3)C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.7kJ/mol (4)1780.6
解析试题分析:(1)由图可看出:甲是燃料电池。属于原电池。乙则是电解池。对于甲池来说:通入乙醇的电极式负极,通入氧气的电极是正极。对于乙池来说:M是阴极,N是阳极。乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时M、N两个电极的质量都不减少,说明铁电极是阴极(M极)石墨电极是阳极(N极)。因为如果铁电极作阳极,就会发生氧化反应导致质量减少。加入乙醇的铂电极的电极反应:C2H5OH-12e+16OH—=2CO32—+11H2O。乙池就是电解硝酸银溶液。发生的化学反应的离子方程式:4Ag++2H2O
4Ag+4H++O2↑.(2)在整个闭合回路中电子转移数目相等。n(Ag)=m/M=4.32g÷108g/mol=0.04mol.n(e-)=0.04mol.所以n(O2)=0.04mol÷4=0.01mol.y因为n=V/VM,所以V=n·VM=0.01mol×22.4mol/L=0.224L.因为n(Ag)=n(H+)=0.04mol.V(aq)=0.4L所以C(H+)=n/V(aq)=0.04mol÷0.4L=0.1mol/L.故PH=1(3)乙醇的相对分子质量是46,若在常温常压下,1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量。46g乙醇1mol燃烧生成CO2和液态H2O时放出热量46×29.71kJ=1366.7kJ.表示该反应的热化学方程式为:C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.7kJ/mol (4)可燃冰相对分子质量为178,n(可燃冰)=356g÷108g/mol=2mol..完全燃烧生成液态水.放出的热量为2mol×890.3 kJ/mol=1780.6KJ
考查原电池、电解池及热化学方程式的书写等知识。
已知:①溶液中CrO42—显黄色,Cr2O72-显橙红色
②PbCrO4难溶于水,也难溶于强酸
③H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l); ΔH=" —a" KJ/mol
3Cl2(g)+2Cr3+(aq)+16OH-(aq)=2CrO42-(aq)+6Cl-(aq)+8H2O(l);ΔH="—b" KJ/mol
2CrO42-(aq)+2H+(aq)
Cr2O72-(aq)+H2O(l);ΔH="—c" KJ/mol
平衡常数K=9.5×104 (上述a、b、c均大于0)
对上述反应⑤,取50mL溶液进行试验,部分测定数据如下:
| 时间(s) | 0 | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.04 |
| n (CrO42—)(mol) | 0.01 | 8.0×10-4 | 5.4×10-4 | 5.0×10-4 | |
| n (Cr2O72—)(mol) | 0 | | 4.73×10-3 | | 4.75×10-3 |
试回答下列问题:
(1)0.02s到0.03s之间用Cr2O72-表示该反应的平均反应速率为
下列说法正确的( )
A、0.03s时V正(CrO42—)=2V逆(Cr2O72—)
B、溶液pH值不变说明该反应已达平衡状态
C、溶液中c(CrO42—):c(Cr2O72—)=2:1时该反应已达平衡状态
D、反应放热2.5×10-3c KJ时CrO42—的转化率为50%
E、升温该反应平衡常数变大
F、0.04s时加入足量的Pb(NO3)2 可使溶液由橙色变为黄色
(3)0.03s时溶液的pH=
(4)已知酸性条件下Cr2O72—将Cl-氧化为Cl2,本身被还原为Cr3+为放热反应,试写出该反应的热化学方程式:
Ⅰ.恒温,容积为1 L恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示(已知:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1),请回答下列问题:![]()
(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:______________________。
(2)ΔH2=__________kJ·mol-1。
Ⅱ.工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯:
CH3COOH(l)+C2H5OH(l)
CH3COOC2H5(l)+H2O(l) ΔH=-8.62 kJ·mol-1
已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118 ℃、78 ℃和77 ℃。在其他条件相同时,某研究小组进行了多次实验,实验结果如图所示。![]()
(1)该研究小组的实验目的是___________________________________。
(2)60 ℃下反应40 min与70 ℃下反应20 min相比,前者的平均反应速率________后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)如图所示,反应时间为40 min、温度超过80 ℃时,乙酸乙酯产率下降的原因可能是_________________________________(写出两条)。
Ⅲ.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。
已知:CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表:
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
试回答下列问题:
(1)在800 ℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有________(选填“A、B、C、D、E”)。
| | n(CO) | n(H2O) | n(H2) | n(CO2) |
| A | 1 | 5 | 2 | 3 |
| B | 2 | 2 | 1 | 1 |
| C | 3 | 3 | 0 | 0 |
| D | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
| E | 3 | 1 | 2 | 1 |
①C(s)+H2O(g)
②CO(g)+H2O(g)
则K、K1、K2之间的关系是______________________________________。