题目内容
13.①a是负极,电极反应式是2H2-4e-+4OH-=4H2O;
②b电极反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-;
③氢气是氢氧燃料电池中最简单的燃料,虽然使用方便,却受到来源和价格的限制.常用的燃料往往是某些碳氢化合物,如甲烷(天然气)、汽油等.请写出图中H2换成CH4时构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;此时电池内的总反应方程式为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O.溶液中PH减小(增大、减小、不变).
分析 ①氢氧燃料电池中,原电池工作时,氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O;通入氢气的一极a为电源的负极,发生氧化反应,电极反应式为:H2-2e-+2OH-=2H2O;
①通入氧气的一极b为原电池的正极,电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-;
③氢气换成甲烷是甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水的氧化还原反应,图中电解质溶液是碱性溶液,依据原电池的原理,结合元素化合价变化分析失电子的物质甲烷在负极a发生氧化反应,氧气再正极b发生还原反应.
解答 解:①氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为电源的负极,通入氧气的一极为原电池的正极,由于电解质溶液呈碱性,则负极电极反应式为:2H2-4e-+4OH-=4H2O,
故答案为:负;2H2-4e-+4OH-=4H2O;
②正极电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,
故答案为:O2+4e-+2H2O=4OH-;
③图中H2换成CH4时所构成的甲烷燃料电池中,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾和水,所以电池的反应的离子方程式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,所以消耗氢氧根,则溶液中PH减小;其中正极上是氧气得到电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-;电池总反应的离子方程式减去正极电极反应×2,得到负极电极反应:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
故答案为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O、CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O;减小.
点评 本题考查了原电池的工作原理的应用,电极名称,电极判断,电极反应,电池反应,熟练掌握原电池的基本知识,分清化合价变化判断氧化反应、还原反应、电子守恒是解题关键.
练习册系列答案
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5.写出下列反应的热化学方程式:
(1)由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ,写出该反应的热化学方程式H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/mol.若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ,则反应2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)的△H=-571.6kJ/mol,氢气的燃烧热为285.8kJ/mol.
(2)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能.从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程.在化学反应过程中,破坏旧化学键需要吸收能量,形成新化学键又会释放能量.
已知反应N2(g)+3H2(g)$?_{催化剂}^{高温、高压}$2NH3(g)△H=a kJ•mol-1.试根据表中所列键能数据计算a的数值(列出简单的计算式):a=945+3×436-6×391=-93.
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算.
已知:C(s,石墨)+O2(g)═CO2(g)△H1=-393.5kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H2=-571.6kJ•mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O(l)△H3=-2 599kJ•mol-1
根据盖斯定律,计算298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变(列出简单的计算式):△H=2△H1+$\frac{1}{2}$△H2-$\frac{1}{2}$△H3=+226.7kJ•mol-1.
(1)由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ,写出该反应的热化学方程式H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/mol.若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ,则反应2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)的△H=-571.6kJ/mol,氢气的燃烧热为285.8kJ/mol.
(2)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能.从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程.在化学反应过程中,破坏旧化学键需要吸收能量,形成新化学键又会释放能量.
| 化学键 | H-H | N-H | N≡N |
| 键能/kJ•mol-1 | 436 | 391 | 945 |
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算.
已知:C(s,石墨)+O2(g)═CO2(g)△H1=-393.5kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H2=-571.6kJ•mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O(l)△H3=-2 599kJ•mol-1
根据盖斯定律,计算298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变(列出简单的计算式):△H=2△H1+$\frac{1}{2}$△H2-$\frac{1}{2}$△H3=+226.7kJ•mol-1.
1.下列我国古代的技术应用中,其工作原理不涉及化学反应的是( )
| A. | B. | 粮食酿酒 | C. | 转轮排字 | D. | 铁的冶炼 |
8.
(1)反应Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)△H1,平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)?FeO(s)+H2(g)△H2,平衡常数为K2;在不同温度时K1、K2的值如表:
反应CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H,平衡常数K,则△H=△H1-△H2 (用△H1和△H2表示),K=$\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}$(用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)是吸热反应(填“吸热”或“放热”);
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)△H>0,CO2的浓度与时间的关系如图所示:
①该条件下反应的平衡常数为2.0;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0mol•L-1,则平衡时CO2的浓度为$\frac{2}{3}$mol•L-1;
②下列措施中能使平衡时K增大的是A(填选项字母).
A.升高温度 B.增大压强C.再充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉.
| 700℃ | 900℃ | |
| K1 | 1.47 | 2.15 |
| K2 | 2.38 | 1.67 |
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)△H>0,CO2的浓度与时间的关系如图所示:
①该条件下反应的平衡常数为2.0;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0mol•L-1,则平衡时CO2的浓度为$\frac{2}{3}$mol•L-1;
②下列措施中能使平衡时K增大的是A(填选项字母).
A.升高温度 B.增大压强C.再充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉.
18.“保护环境”是我国的基本国策.下列做法不应该提倡的是( )
| A. | 采取低碳、节俭的生活方式 | |
| B. | 按照规定对生活废弃物进行分类放置 | |
| C. | 在田间焚烧大量秸秆 | |
| D. | 深入农村和社区宣传环保知识 |
5.下列关于有机化合物的说法正确的是( )
| A. | 聚乙烯分子中含碳碳双键 | B. | 油脂的皂化反应属于加成反应 | ||
| C. | 丁烷有3种同分异构体 | D. | 以淀粉为原料可以制备乙醇 |