学习化学反应原理能够指导促进人类生活质量的提高。
(1)氢气是最理想的能源。1g氢气完全燃烧放出热量121.6kJ,其中断裂1mol H-H键吸收436kJ,断裂1mol O=O键吸收496kJ,则形成1mol H-O键放出热量_______ kJ。
(2)理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某兴趣小组拟将刻蚀电路板的反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2设计成原电池,则负极所用电极材料为_______ ,当线路中转移0.4mol电子时,则被腐蚀铜的质量为_______ g。
(3)CH4—空气碱性燃料电池的能量转化率高,某甲烷燃料电池如图所示。放电时,电子由铂极流出,经电流表流向石墨电极。
①在石墨电极附近充入_______ (填“CH4”或“空气”)。
②铂极上发生反应的电极反应式为_______ 。
(4)在开始工作的Zn、Cu原电池中,电解质的稀溶液中含CuSO4、H2SO4各0.100mol,则:当电路中通过的电子在0.200~0.300mol时,正极发生的电极反应式是_______ ;当电路中通过0.300mol电子时,电池中共产生标准状况下的气体_______ L。
(1)氢气是最理想的能源。1g氢气完全燃烧放出热量121.6kJ,其中断裂1mol H-H键吸收436kJ,断裂1mol O=O键吸收496kJ,则形成1mol H-O键放出热量
(2)理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某兴趣小组拟将刻蚀电路板的反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2设计成原电池,则负极所用电极材料为
(3)CH4—空气碱性燃料电池的能量转化率高,某甲烷燃料电池如图所示。放电时,电子由铂极流出,经电流表流向石墨电极。
①在石墨电极附近充入
②铂极上发生反应的电极反应式为
(4)在开始工作的Zn、Cu原电池中,电解质的稀溶液中含CuSO4、H2SO4各0.100mol,则:当电路中通过的电子在0.200~0.300mol时,正极发生的电极反应式是
更新时间:2023-05-03 15:55:25
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【推荐1】按要求填空:
(1)在25 ℃、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为_______ 。
(2)已知断开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_______ 。
(3)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_______ 。
(4)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1036 kJ·mol-1
②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=+94 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-484 kJ·mol-1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的ΔH4=_______ kJ·mol-1。
(5)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2=-90 kJ·mol-1
总反应的ΔH=_______ kJ·mol-1;若反应①为慢反应、反应②为快反应(已知活化能大反应慢),下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______ (填标号)。
(1)在25 ℃、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为
(2)已知断开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为
(3)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为
(4)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1036 kJ·mol-1
②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=+94 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-484 kJ·mol-1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的ΔH4=
(5)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2=-90 kJ·mol-1
总反应的ΔH=
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【推荐2】参考下列图表和有关要求回答问题:
(1)图Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是__ (填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是__ 。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:__ 。
(2)下表是部分化学键的键能数据:
已知1mol白磷(P4)完全燃烧放热为1194kJ,白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示,则表中x=__ kJ·mol-1。
(3)PCl5是一种重要的含磷化合物,在有机合成中用作氯化剂。某温度时,向2.0L恒温恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+C12(g)ΔH=+124kJ·mol-1。反应过程中测定的部分数据见下表:
反应在前50s的平均速率v(PCl5)=__ 。在该温度下,若起始时充入0.5molPCl5和amolCl2,平衡时PCl5的转化率仍为20%,则a=__ 。
(1)图Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是
(2)下表是部分化学键的键能数据:
化学键 | P—P | P—O | O=O | P=O |
键能(kJ·mol-1) | 198 | 360 | 498 | x |
(3)PCl5是一种重要的含磷化合物,在有机合成中用作氯化剂。某温度时,向2.0L恒温恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+C12(g)ΔH=+124kJ·mol-1。反应过程中测定的部分数据见下表:
时间t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3)/mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.2 | 0.2 |
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【推荐3】甲烷是一种重要的化工原料,广泛应用于民用和工业中。回答下列问题:
(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
已知:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。 △H1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566kJ∙mol–1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H3=-242kJ∙mol–1
相关化学键的键能数据如下:
由此计算△H1=___________ kJ∙mol–1。
(2)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:
①关于上述过程II的说法正确的是___________ (填序号)。
A.CO未参与反应 B.可表示为CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g)
C.实现了含碳物质与含氢物质的分离 D.Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的△H
②在体积为2L的刚性密闭容器中,充入2molCH4和3molCO2,加入Ni/α-Al2O3催化剂并加热至T1使其发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g),容器内的总压强p随时间t的变化如下表所示:
i.该温度下的平衡常数Kp=___________ kPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
ii.实验测得v正=k正·c(CH4)·c(CO2),v逆=k逆·c2(CO)·c2(H2),其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关,T1温度时,=___________ (填数值)。若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数v正___________ v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(3)CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得草酸(H2C2O4)。常温下,向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中c(H2C2O4)=c(),则此时溶液的pH=___________ 。(已知常温下H2C2O4的Ka1=6×10-2,Ka2=6×10-5,lg6=0.8)
(4)模拟利用CH4与CO2反应制草酸(H2C2O4)的电池,装置如图所示(电极均为惰性材料),则充入CH4一极为电池的___________ 极(填正”或“负”),此极发生的电极方程式为___________ 。
(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
已知:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。 △H1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566kJ∙mol–1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H3=-242kJ∙mol–1
相关化学键的键能数据如下:
共价键 | H-O | C≡O | H-H | C-H |
键能/(kJ∙mol–1) | 463 | 1076 | 436 | 413 |
(2)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:
①关于上述过程II的说法正确的是
A.CO未参与反应 B.可表示为CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g)
C.实现了含碳物质与含氢物质的分离 D.Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的△H
②在体积为2L的刚性密闭容器中,充入2molCH4和3molCO2,加入Ni/α-Al2O3催化剂并加热至T1使其发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g),容器内的总压强p随时间t的变化如下表所示:
反应时间 | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
总压强p/kPa | 10.0 | 11.5 | 12.3 | 13.0 | 13.6 | 14.0 | 14.0 |
ii.实验测得v正=k正·c(CH4)·c(CO2),v逆=k逆·c2(CO)·c2(H2),其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关,T1温度时,=
(3)CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得草酸(H2C2O4)。常温下,向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中c(H2C2O4)=c(),则此时溶液的pH=
(4)模拟利用CH4与CO2反应制草酸(H2C2O4)的电池,装置如图所示(电极均为惰性材料),则充入CH4一极为电池的
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【推荐1】为验证Cu与的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题:
(1)由固体配制溶液,需要的仪器有烧杯、量筒、药匙、托盘天平、合适的容量瓶、_______ 。配制溶液时需滴加几滴稀,其目的:_______ 。
(2)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率()应尽可能地相近。据此盐桥中应选择_______ 作为电解质。
①
②
③
④
⑤
(3)电流表显示电子由铜电极流向铂电极。由此可知,铜极的电势比铂极_______ (填“高”或“低”)。
(4)电池反应一段时间后,测得铜电极溶液中增加了。此时铂电极溶液中的浓度变为_______ (假设两边溶液体积相等且不变化)。
(5)根据上述实验结果,可知该原电池总反应式为_______ 。由实验结果可确定Cu的还原性_______ (填“大于”或“小于”)。
(6)实验前需要除去铜表面氧化膜。将铜电极浸泡在溶液中一段时间,再用盐酸进行活化。检验铜表面活化完成的方法是_______ 。
回答下列问题:
(1)由固体配制溶液,需要的仪器有烧杯、量筒、药匙、托盘天平、合适的容量瓶、
(2)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率()应尽可能地相近。据此盐桥中应选择
①
②
③
④
⑤
(3)电流表显示电子由铜电极流向铂电极。由此可知,铜极的电势比铂极
(4)电池反应一段时间后,测得铜电极溶液中增加了。此时铂电极溶液中的浓度变为
(5)根据上述实验结果,可知该原电池总反应式为
(6)实验前需要除去铜表面氧化膜。将铜电极浸泡在溶液中一段时间,再用盐酸进行活化。检验铜表面活化完成的方法是
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【推荐2】现有如下原电池装置,插入电解质溶液前和电极的质量相等。
请回答下列问题:
(1)当图Ⅰ中的电解质溶液为稀硫酸时,铁片作________ 极,铜片上的现象是________ ;图中箭头的方向表示________ 填“电子”或“电流”的流向。
(2)若将的形管虚线以下的电解质溶液换为四氯化碳不导电,如图Ⅱ所示,则该装置________ 填“能”或“不能”形成原电池,原因是________ 。
(3)当电解质溶液为某溶液时,两极用、表示的质量变化曲线如图Ⅲ所示,则该电解质溶液可以是下列中的________ 填字母。电极的电极反应式为________ ;________ 。
A.稀硫酸 .溶液 C.稀盐酸 .溶液
请回答下列问题:
(1)当图Ⅰ中的电解质溶液为稀硫酸时,铁片作
(2)若将的形管虚线以下的电解质溶液换为四氯化碳不导电,如图Ⅱ所示,则该装置
(3)当电解质溶液为某溶液时,两极用、表示的质量变化曲线如图Ⅲ所示,则该电解质溶液可以是下列中的
A.稀硫酸 .溶液 C.稀盐酸 .溶液
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【推荐3】如图所示某小组为研究电化学原理,设计如图所示装置。根据原电池原理回答下列问题:
(1)若a和b不连接时,铁片上发生的反应为_______ 。
(2)①若a和b用导线连接时,_______ (填“Cu”或“Fe”)作负极,负极发生的电极反应为_______ ,溶液中SO离子向_______ 极移动(填“Cu”或“Fe”)。
②若起始时铁和铜的质量相等,硫酸铜溶液的体积为500mL,将a和b用导线连接。一段时间后,铁片和铜片质量相差1.2g,则导线中流过电子的物质的量为_______ mol(不考虑其他形式能量转化)。
(3)锂锰电池的体积小,性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。
①电池正极反应式为_______ ,每转移2mol电子,生成_______ gLiMnO2。
②不能用水代替电池中的混合有机溶剂,原因是_______ 。
③MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应,生成K2MnO4,该反应的化学方程式为_______ 。
(1)若a和b不连接时,铁片上发生的反应为
(2)①若a和b用导线连接时,
②若起始时铁和铜的质量相等,硫酸铜溶液的体积为500mL,将a和b用导线连接。一段时间后,铁片和铜片质量相差1.2g,则导线中流过电子的物质的量为
(3)锂锰电池的体积小,性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。
①电池正极反应式为
②不能用水代替电池中的混合有机溶剂,原因是
③MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应,生成K2MnO4,该反应的化学方程式为
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【推荐1】I.在高温、高压、催化剂作用下,1mol石墨转化为金刚石,吸收1.9kJ的热量。
(1)该反应的△H_____ 0(填“大于”或“小于”)。
(2)对于石墨和金刚石,______ 更稳定。
(3)已知几种化学键的键能如表所示:
则反应Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)的△H=____ kJ·mol-1。
II.根据化学能转化电能的相关知识,回答下列问题:
(4)理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设计一个化学电池(正极材料用碳棒),回答下列问题:该电池的负极材料是____ ,发生____ (填“氧化”或“还原”)反应。
(5)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质,两极上发生的电极反应分别为A极:2H2+2O2--4e-=2H2O、B极:O2+4e-=2O2-,则A极是电池的____ 极;电子从该极_____ (填“流入”或“流出”)。
(6)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用,有一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应为:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,总反应为Ag2O+Zn=ZnO+2Ag。
①电子由____ 极流向____ 极(填“Zn”或“Ag2O”),当电路通过1mol电子时,负极消耗物质的质量是_____ g。
②在使用过程中,电解质溶液中KOH的物质的量____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)该反应的△H
(2)对于石墨和金刚石,
(3)已知几种化学键的键能如表所示:
化学键 | Cl-Cl | F-F | Cl-F |
键能/kJ·mol-1 | 242 | 159 | 172 |
则反应Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)的△H=
II.根据化学能转化电能的相关知识,回答下列问题:
(4)理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设计一个化学电池(正极材料用碳棒),回答下列问题:该电池的负极材料是
(5)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质,两极上发生的电极反应分别为A极:2H2+2O2--4e-=2H2O、B极:O2+4e-=2O2-,则A极是电池的
(6)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用,有一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应为:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,总反应为Ag2O+Zn=ZnO+2Ag。
①电子由
②在使用过程中,电解质溶液中KOH的物质的量
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【推荐2】温室气体让地球“发烧”,倡导低碳生活,是一种可持续发展的环保责任,通过化学、生物等方法将其转化为更具附加值的能源、化工原料和精细化学品成为目前研究热点。回答下列问题:
(1)通过使用不同的新型催化剂,实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚(CH3OCH3)也有广泛的应用。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
则___________ 。
(2)一定条件下,的反应历程如图所示。该反应的反应速率由第___________ (填“1”或“2”)步决定。
(3)向2L恒容密闭容器中充入amolCO2和3amolH2,在一定条件下,仅发生上述反应Ⅰ;在甲、乙两种不同催化剂的作用下,反应时间均为tmin时,测得甲醇的物质的量分数随温度的变化如图所示。
①相同温度下,催化剂效果更好的是___________ (填“甲”或“乙”)。
②T2℃和T5℃下,平衡常数:K2___________ (填“>”“<”或“=”)K5。
③T5℃下,甲醇的平均反应速率为___________ ,反应开始时容器中的总压为p0MPa,该温度下反应的平衡常数Kp=___________ (列出计算式即可,气体分压=气体总压气体的物质的量分数)。
(4)甲醇(CH3OH)是重要的化工原料及能源物质,如图是甲醇燃料电池工作原理示意图。
①a电极是电池的___________ (填“正”或“负”)极。
②b电极的电极反应式为___________ 。
(1)通过使用不同的新型催化剂,实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚(CH3OCH3)也有广泛的应用。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
则
(2)一定条件下,的反应历程如图所示。该反应的反应速率由第
(3)向2L恒容密闭容器中充入amolCO2和3amolH2,在一定条件下,仅发生上述反应Ⅰ;在甲、乙两种不同催化剂的作用下,反应时间均为tmin时,测得甲醇的物质的量分数随温度的变化如图所示。
①相同温度下,催化剂效果更好的是
②T2℃和T5℃下,平衡常数:K2
③T5℃下,甲醇的平均反应速率为
(4)甲醇(CH3OH)是重要的化工原料及能源物质,如图是甲醇燃料电池工作原理示意图。
①a电极是电池的
②b电极的电极反应式为
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【推荐3】氮及其化合物在工农业生产中有着广泛应用。回答下列问题:
(1)汽车防撞气囊中加入的叠氮化钠在受到剧烈撞击时会迅速分解,能量变化如图。写出该反应的热化学方程式:___________ ;使用催化剂对a、b数值的影响是___________ 。(2)工业上用氨气和二氧化碳合成尿素的反应历程与能量变化示意图如图:①下列说法正确的是___________ (填标号)。
a.合成尿素的反应在低温下可自发进行
b.相同条件下,氨基甲酸铵比尿素稳定
c.若氨气和二氧化碳的转化率相等,则反应达到平衡状态
d.加压、降温有利于尿素的生成
②在温度、压强恒定条件下,欲提高氨气的平衡转化率,可采取的措施是___________ 。
(3)工业上利用还原消除氮的氧化物对环境的污染,反应原理为
①
②
T℃时,向固定体积的密闭容器中充入和,测得起始压强为,反应后达到平衡,测得转化率为,占总气体物质的量分数为,用表示到达平衡时的反应速率___________ ;该温度下反应②的正反应平衡常数___________ (只需列出用p表示的计算表达式即可)。
(4)联氨是长征系列火箭发射的推进剂,若用和反应可生成无毒无污染产物,若消耗,则生成的标准状况下气体产物的体积为___________ L。利用联氨和氧气反应生成无毒无污染产物的原理设计的高效高能碱性燃料电池,其负极的电极反应式为___________ 。
(1)汽车防撞气囊中加入的叠氮化钠在受到剧烈撞击时会迅速分解,能量变化如图。写出该反应的热化学方程式:
a.合成尿素的反应在低温下可自发进行
b.相同条件下,氨基甲酸铵比尿素稳定
c.若氨气和二氧化碳的转化率相等,则反应达到平衡状态
d.加压、降温有利于尿素的生成
②在温度、压强恒定条件下,欲提高氨气的平衡转化率,可采取的措施是
(3)工业上利用还原消除氮的氧化物对环境的污染,反应原理为
①
②
T℃时,向固定体积的密闭容器中充入和,测得起始压强为,反应后达到平衡,测得转化率为,占总气体物质的量分数为,用表示到达平衡时的反应速率
(4)联氨是长征系列火箭发射的推进剂,若用和反应可生成无毒无污染产物,若消耗,则生成的标准状况下气体产物的体积为
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【推荐1】甲醇(CH3OH)是重要的能源物质,研究甲醇具有重要意义。
(1),燃烧热分别和,则与反应生成和热化学反应方程式:___________ 。
(2)利用工业废气中的CO2可制取甲醇,其反应为:常温常压下已知下列反应的能量变化如图1所示:
写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:___________ 。
(3)①为提高甲醇燃料的利用率,科学家发明了一种燃料电池,电池的一个电极通入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是掺入了的晶体,在高温下它能传导离子。电池工作时正极反应式为___________ 。
②若以该电池为电源,用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液。
电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象);阳极上收集到氧气的物质的量为___________ mol。
(4)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后将氧化成,然后以作氧化剂把水中的甲醇氧化成而净化。实验室用图2装置模拟上述过程:
写出阳极电极反应式:___________ 。
(1),燃烧热分别和,则与反应生成和热化学反应方程式:
(2)利用工业废气中的CO2可制取甲醇,其反应为:常温常压下已知下列反应的能量变化如图1所示:
写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:
(3)①为提高甲醇燃料的利用率,科学家发明了一种燃料电池,电池的一个电极通入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是掺入了的晶体,在高温下它能传导离子。电池工作时正极反应式为
②若以该电池为电源,用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液。
离子 | 铜离子 | 氢离子 | 氯离子 | 硫酸根离子 |
1 | 4 | 4 | 1 |
(4)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后将氧化成,然后以作氧化剂把水中的甲醇氧化成而净化。实验室用图2装置模拟上述过程:
写出阳极电极反应式:
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1 mol·L-1 FeCl2溶液,实验记录如下(a、b代表电压值,且a>b):
(1)用_______ 溶液(填化学式)检验出溶液中含Fe3+
(2)由上述实验猜测,Fe3+生成可能有以下原因:
①Fe2+在_______ 极放电
②_______ (用离子方程式表示)
(3)Ⅱ中虽未检验出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。某同学又做了以下实验,记录如下:
①实验选择电解的溶液为pH=1浓度为_______ mol/L的_______ (填化学式)溶液
②Ⅳ中检验Cl2的实验方法:_______ 。
③与Ⅱ对比,得出的结论:通过控制电压,证实了产生Fe3+的两种原因都成立;且低电压下,Fe2+优于Cl-放电,那么请把上表的电压数据补充完整:Ⅳ_______ ,Ⅴ_______
序号 | 电压/V | 阳极现象 | 检验阳极产物 |
Ⅰ | x≥a | 电极附近出现黄色,有气泡产生 | 有Fe3+、有Cl2 |
Ⅱ | a>x≥b | 电极附近出现黄色,无气泡产生 | 有Fe3+、无Cl2 |
Ⅲ | b>x>0 | 无明显变化 | 无Fe3+、无Cl2 |
(2)由上述实验猜测,Fe3+生成可能有以下原因:
①Fe2+在
②
(3)Ⅱ中虽未检验出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。某同学又做了以下实验,记录如下:
序号 | 电压/V | 阳极现象 | 检验阳极产物 |
Ⅳ | _______ | 无明显变化 | 有Cl2 |
Ⅴ | _______ | 无明显变化 | 无Cl2 |
②Ⅳ中检验Cl2的实验方法:
③与Ⅱ对比,得出的结论:通过控制电压,证实了产生Fe3+的两种原因都成立;且低电压下,Fe2+优于Cl-放电,那么请把上表的电压数据补充完整:Ⅳ
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【推荐3】为实现“双碳”目标,用二氧化碳制备甲醇可实现二氧化碳资源化利用、降低碳排放。回答下列问题:
(1)二氧化碳排放主要来源之一是工业生产中煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧。化石燃料除了作为燃料外,还可以转化为其他更有价值的产品,下列过程属于物理变化的是___________(填标号)。
(2)已知:反应I:
反应Ⅱ:
①则反应Ⅲ:催化加氢制取的热化学方程式为___________ 。
②已知部分物质的结构式:CO:;:。相关化学键的键能数据如下:
则_________ ,反应Ⅲ在_________ (填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
③反应Ⅱ的反应历程如下图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
图中决速步骤反应的方程式是___________ 。
(3)用惰性电极电解吸收的NaOH溶液,可将转化为有机物(如,和等),从而实现对的综合利用,已知电解得到的还原产物的法拉第效率()与电解电压有关。
①当电解电压为时,电解过程中含碳还原产物的为0,则阴极的主要还原产物为________ (填化学式)。
②当电解电压为时,由生成的电极反应式为___________ 。
③现处理1L吸收液,当阳极生成气体的体积为224mL(标准状况)时,测得溶液中,其___________ (忽略电解前后溶液体积变化)。
(1)二氧化碳排放主要来源之一是工业生产中煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧。化石燃料除了作为燃料外,还可以转化为其他更有价值的产品,下列过程属于物理变化的是___________(填标号)。
A.煤干馏 | B.环烷烃催化重整 | C.石油分馏 | D.丁烷裂解 |
(2)已知:反应I:
反应Ⅱ:
①则反应Ⅲ:催化加氢制取的热化学方程式为
②已知部分物质的结构式:CO:;:。相关化学键的键能数据如下:
化学键 | |||||
键能 | 803 | 436 | 414 | x | 464 |
③反应Ⅱ的反应历程如下图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
图中决速步骤反应的方程式是
(3)用惰性电极电解吸收的NaOH溶液,可将转化为有机物(如,和等),从而实现对的综合利用,已知电解得到的还原产物的法拉第效率()与电解电压有关。
①当电解电压为时,电解过程中含碳还原产物的为0,则阴极的主要还原产物为
②当电解电压为时,由生成的电极反应式为
③现处理1L吸收液,当阳极生成气体的体积为224mL(标准状况)时,测得溶液中,其
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