二甲醚(CH3OCH3)是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的可燃物,被称为21世纪的新型能。工业制备二甲醚的生产流程如下:
催化反应室中(压力2.0~10.0MPa,温度300℃)进行下列反应:
(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-1
(Ⅱ)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol-1
(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1
(1)催化反应室中的总反应:3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)
①该反应的反应热△H=__________ 。
②催化反应室中采用300℃的反应温度,理由是______________________________ 。
(2)已知:反应(Ⅰ)在300℃时的化学平衡常数为0.27。该温度下将2molCO、3molH2和2molCH3OH充入容积为2L的密闭容器中,此时反应将__________ (填“正向进行”、“逆向进行”或“处于平衡状态”)。
(3)上述流程中二甲醚精制的实验操作名称为____________________ 。
(4)如图为绿色电“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。
①该电池工作时,H+向__________ 极移动(填“正”或“负”);
②a电极的电极反应式为________________________________________ 。
催化反应室中(压力2.0~10.0MPa,温度300℃)进行下列反应:
(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-1
(Ⅱ)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol-1
(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1
(1)催化反应室中的总反应:3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)
①该反应的反应热△H=
②催化反应室中采用300℃的反应温度,理由是
(2)已知:反应(Ⅰ)在300℃时的化学平衡常数为0.27。该温度下将2molCO、3molH2和2molCH3OH充入容积为2L的密闭容器中,此时反应将
(3)上述流程中二甲醚精制的实验操作名称为
(4)如图为绿色电“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。
①该电池工作时,H+向
②a电极的电极反应式为
更新时间:2017-11-02 17:11:10
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【推荐1】CH4—CO2重整技术是实现碳中和的一种CO2利用技术,具有广阔的市场前景、经济效应和社会意义。该过程中涉及的反应如下:
主反应:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) △H1=+247.3kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2
回答下列问题:
(1)已知:CH4(g)、CO(g)和H2(g)的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1,H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-1。该副反应的△H2=___ kJ·mol-1。
(2)___ (填标号)有利于提高主反应中CO2的平衡转化率。
A.高温低压 B.低温高压 C.低温低压
(3)800℃,在容积为10L的恒容密闭容器中充入1molCO2和1molCH4,发生上述反应,4min后,反应达到平衡,此时测得反应前后总压强之比为,H2的物质的量为1.75mol。
①反应达到平衡时:v(CO2)=____ mol·L-1·min-1,CH4的平衡转化率为____ %,c(CO)=____ mol·L-1。
②副反应的平衡常数K=____ (保留三位有效数字)。
主反应:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) △H1=+247.3kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2
回答下列问题:
(1)已知:CH4(g)、CO(g)和H2(g)的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1,H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-1。该副反应的△H2=
(2)
A.高温低压 B.低温高压 C.低温低压
(3)800℃,在容积为10L的恒容密闭容器中充入1molCO2和1molCH4,发生上述反应,4min后,反应达到平衡,此时测得反应前后总压强之比为,H2的物质的量为1.75mol。
①反应达到平衡时:v(CO2)=
②副反应的平衡常数K=
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【推荐2】甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。回答下列问题:
(1)已知:甲醇分解反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H1=________ kJ·mol-1水蒸气变换反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-41.20 kJ·mol-1,则CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H3=+49.44kJ·mol-1。
(2)科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时,得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。此历程中活化能最小的反应方程式为_________________________ 。
(3)在0.1MPa下,将总进料量1 mol且n(CH3OH):n(H2O)=1:1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。
①实验测得水煤气变换反应的速率随温度的升高明显下降,原因是__________ 。
②平衡时,测得CH3OH的含量在给定温度范围内极小,H2、H2O(g)、CO、CO2四种组分含量与反应温度关系如图所示,试解释a的含量约是c的含量3倍的原因__________ 。
(4)297 K时,向密闭容器Ⅰ(体积为4L)和Ⅱ(体积为8L)中分别充入下列物质发生反应,
达平衡时两个容器中c(H2)相等且c(H2)=0.5mol/L。则
①a=_____________ 。
②该温度时,Ⅰ中反应的K=___________ 。
③Ⅱ中按表格数据充入反应物此时反应的方向__________ (填“正向进行”、“平衡”或“逆向进行”)。
(1)已知:甲醇分解反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H1=
(2)科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时,得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。此历程中活化能最小的反应方程式为
(3)在0.1MPa下,将总进料量1 mol且n(CH3OH):n(H2O)=1:1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。
①实验测得水煤气变换反应的速率随温度的升高明显下降,原因是
②平衡时,测得CH3OH的含量在给定温度范围内极小,H2、H2O(g)、CO、CO2四种组分含量与反应温度关系如图所示,试解释a的含量约是c的含量3倍的原因
(4)297 K时,向密闭容器Ⅰ(体积为4L)和Ⅱ(体积为8L)中分别充入下列物质发生反应,
编号 | CO(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) |
Ⅰ | 4 | a | 0 |
Ⅱ | 4 | 4 | 4 |
①a=
②该温度时,Ⅰ中反应的K=
③Ⅱ中按表格数据充入反应物此时反应的方向
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【推荐3】为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。
已知:
①
②
③
(1)的燃烧热_______ 。
(2)写出 CO(g)和H2O(g)作用生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式:_______ 。
(3)相关物质的化学键键能数据如下:
计算_______ kJ∙mol-1。
(4)某反应,反应过程中能量变化如图所示,其中虚线表示加入物质M时的情况。
①加入的物质M作用是_______ ,它使反应的活化能_______ (填“增大”或“减小”),∆H _______ (填“改变”或“不变”)。
②在使用M的两步反应中,_______ (填“第一步”或“第二步”)决定反应速率。
已知:
①
②
③
(1)的燃烧热
(2)写出 CO(g)和H2O(g)作用生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式:
(3)相关物质的化学键键能数据如下:
化学键 | |||
x | 436 | 463 |
计算
(4)某反应,反应过程中能量变化如图所示,其中虚线表示加入物质M时的情况。
①加入的物质M作用是
②在使用M的两步反应中,
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【推荐1】氢气是一种理想的清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
(1)直接热分解法制氢。某温度下,H2O(g)⇌ H2(g)+O2(g)。该反应的平衡常数表达式为K=_____ 。
(2)乙醇水蒸气重整制氢。其部分反应过程和反应的平衡常数随温度变化曲线如图1所示:
反应中,某温度下每生成1mol H2(g) 热量变化是62 kJ。则该温度下图1所示反应的热化学方程式是______________________________________ 。
(3)水煤气法制氢。CO(g)+H2O(g)⇌ CO2(g)+H2(g) ΔH <0,在进气比[n(CO)∶n(H2O)]不同时,测得相应的CO的平衡转化率见图2(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同)。
①往维持恒温的2L密闭容器中加入一定量的CO和0.lmol H2O(g),在图中G点对应温度下反应经5min 达到平衡,则v(CO) 等于_________ mol/(L·min)
②图中B、E 两点对应的反应温度分别为TB和TE判断:TB______ TE (填“<”“=”或“>”)。
③经分析,A、E 和G三点对应的反应温度都相同为T℃,其原因是A、E 和G三点对应的_____________ 相同。
④当T℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入3.0 mol CO、1.0 mol H2O、1.0mol CO2和x mol H2,要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是_________________________________ 。
(4)光电化学分解制氢。其原理如图3,钛酸锶光电极的电极反应为:4OH--4e-O2+2H2O
则铂电极的电极反应为_______________________________ 。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与H2反应,生成Mg2Cu和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数约为0.077)。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为___________________________ 。
(1)直接热分解法制氢。某温度下,H2O(g)⇌ H2(g)+O2(g)。该反应的平衡常数表达式为K=
(2)乙醇水蒸气重整制氢。其部分反应过程和反应的平衡常数随温度变化曲线如图1所示:
反应中,某温度下每生成1mol H2(g) 热量变化是62 kJ。则该温度下图1所示反应的热化学方程式是
(3)水煤气法制氢。CO(g)+H2O(g)⇌ CO2(g)+H2(g) ΔH <0,在进气比[n(CO)∶n(H2O)]不同时,测得相应的CO的平衡转化率见图2(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同)。
①往维持恒温的2L密闭容器中加入一定量的CO和0.lmol H2O(g),在图中G点对应温度下反应经5min 达到平衡,则v(CO) 等于
②图中B、E 两点对应的反应温度分别为TB和TE判断:TB
③经分析,A、E 和G三点对应的反应温度都相同为T℃,其原因是A、E 和G三点对应的
④当T℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入3.0 mol CO、1.0 mol H2O、1.0mol CO2和x mol H2,要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是
(4)光电化学分解制氢。其原理如图3,钛酸锶光电极的电极反应为:4OH--4e-O2+2H2O
则铂电极的电极反应为
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与H2反应,生成Mg2Cu和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数约为0.077)。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为
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【推荐2】一氧化二氮俗称笑气,是一种氧化剂,也可以用来作为火箭和赛车的氧化剂。值得注意的是,N2O是一种强大的温室气体,它的效果是二氧化碳的296倍,因此研究其分解对环境保护有着重要意义。
(1)一氧化二氮早期被用于牙科手术的麻醉,它可由硝酸铵在催化剂下分解制得,该反应的化学方程式为______________ 。
(2)已知反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的ΔH=-163kJ/mol, 1mol N2(g)、1mol O2(g) 分子中化学键断裂时分别需要吸收945kJ、498kJ 的能量,则1mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为_________________________________________ kJ。
(3)碘蒸气存在能大幅度提高2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的分解速率,反应历程为:
第一步I2(g)2I(g)(快反应)
第二步________________________(慢反应)
第三步IO(g)+N2O(g)N2(g)+O2(g)+I(g)(快反应)
第二步反应方程式为__________________________________ ,活化能最大的是第____ 步反应。
(4)T℃下将N2O充入5L的刚性容器中,发生反应2N2O(g) 2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如图:
①T℃该反应的平衡常数值为________________ ,100min 时,向容器中加入0.1mol N2O和0.9mol N2,此时平衡________________ (填“向正反应方向移动、向逆反应方向移动、不移动”)。
②半衰期是指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间。N2O从某一浓度到另一浓度需要时间t可表示为其中kp为速率常数,p、p0均为N2O的分压。1030K下,在一刚性容器中充入N2O气体发生分解反应,当初始压力为a kPa,半衰期时容器总压强为___________ ,当容器内总压强到达b kPa时,反应所需的时间为___________ 。 (用代数式表示,不用化简) [已知:1030K时,kp=9.8×105(kPa·s-1)]
(1)一氧化二氮早期被用于牙科手术的麻醉,它可由硝酸铵在催化剂下分解制得,该反应的化学方程式为
(2)已知反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的ΔH=-163kJ/mol, 1mol N2(g)、1mol O2(g) 分子中化学键断裂时分别需要吸收945kJ、498kJ 的能量,则1mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为
(3)碘蒸气存在能大幅度提高2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的分解速率,反应历程为:
第一步I2(g)2I(g)(快反应)
第二步________________________(慢反应)
第三步IO(g)+N2O(g)N2(g)+O2(g)+I(g)(快反应)
第二步反应方程式为
(4)T℃下将N2O充入5L的刚性容器中,发生反应2N2O(g) 2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如图:
①T℃该反应的平衡常数值为
②半衰期是指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间。N2O从某一浓度到另一浓度需要时间t可表示为其中kp为速率常数,p、p0均为N2O的分压。1030K下,在一刚性容器中充入N2O气体发生分解反应,当初始压力为a kPa,半衰期时容器总压强为
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【推荐3】甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数():
(1)由表中数据判断___________ (填“>”“<”或“=”)0;反应 ___________ (用和表示)。
(2)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是___________(填字母)。
(3)写出反应Ⅱ的化学平衡常数表达式:___________ ;保持恒温恒容,将反应Ⅱ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍,则化学平衡___________ (填“正向”“逆向”或“不”)移动,平衡常数___________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是___________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数():
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
2.0 | 0.27 | 0.012 |
(1)由表中数据判断
(2)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是___________(填字母)。
A.充入CO,使体系总压强增大 | B.将从体系中分离 |
C.充入He,使体系总压强增大 | D.使用高效催化剂 |
(4)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是
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解答题-实验探究题
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【推荐1】用如下装置进行实验:
(1)关闭上端止水夹,接通K1,一段时间后用压强传感器测得装置上部压强减小,铁棒表面出现锈迹。则铁棒主要发生,_______ 腐蚀(填“析氢”或“吸氧”);此时碳棒上的电极反应式为:_______ 。
(2)Na2FeO4是一种新型净水剂,可以通过以下反应制备:Fe(OH)2+2Cl2+6NaOH=Na2FeO4+4NaCl+4H2O,为制得Na2FeO4,用一支倒扣的漏斗罩住碳极,如图,首先打开止水夹,断开K1、K2,接通K3。几分钟后,漏斗中产生的气体是_______ ;此时发生的总反应化学方程式为:_______ 。
(3)断开K1、K3,接通K2。阳极的电极反应式为_______ 。打开漏斗上口软塞,发生(2)中反应生成Na2FeO4。
(4)Na2FeO4有强氧化性可用于杀菌消毒,还可净水,其净水的原理是_______ 。
(1)关闭上端止水夹,接通K1,一段时间后用压强传感器测得装置上部压强减小,铁棒表面出现锈迹。则铁棒主要发生,
(2)Na2FeO4是一种新型净水剂,可以通过以下反应制备:Fe(OH)2+2Cl2+6NaOH=Na2FeO4+4NaCl+4H2O,为制得Na2FeO4,用一支倒扣的漏斗罩住碳极,如图,首先打开止水夹,断开K1、K2,接通K3。几分钟后,漏斗中产生的气体是
(3)断开K1、K3,接通K2。阳极的电极反应式为
(4)Na2FeO4有强氧化性可用于杀菌消毒,还可净水,其净水的原理是
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【推荐2】工业上二氧化碳、甲烷催化重整不仅可以获得合成气(CO和H2),还可减少温室气体排放,对治理生态环境具有重要意义。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H1=a kJ/mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2O(g) △H2=b kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3=c kJ/mol
催化重整反应CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H4=_______ 。
(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,还可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250-300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因可能是_______ 。
(3)催化重整 CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图中曲线所示:
①根据图2可知,p1、p2、p3、p4由大到小的顺序为_______ 。
②在压强为p4、投料比 为1、950℃的条件下,X点平衡常数Kp=_______ (用含p4的代数式表示,其中用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。
(4)若反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.17 kJ/mol 的正、逆反应速率分别可表示为v正=k正c(CO2)·c(H2)、k逆分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度。则如图(pK=-lgk:T表示温度所示①、②、③、④四条斜线中,能表示以pk正随T变化关系的是斜线_______ ,能表示pk逆随T变化关系的是斜线_______ 。
(5)我国科研人员研制出的可充电“Na-CO2”电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C,放电时该电池“吸入”CO2,其工作原理如图所示:
放电时,正极的电极反应式为_______ 。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H1=a kJ/mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2O(g) △H2=b kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3=c kJ/mol
催化重整反应CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H4=
(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,还可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250-300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因可能是
(3)催化重整 CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图中曲线所示:
①根据图2可知,p1、p2、p3、p4由大到小的顺序为
②在压强为p4、投料比 为1、950℃的条件下,X点平衡常数Kp=
(4)若反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.17 kJ/mol 的正、逆反应速率分别可表示为v正=k正c(CO2)·c(H2)、k逆分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度。则如图(pK=-lgk:T表示温度所示①、②、③、④四条斜线中,能表示以pk正随T变化关系的是斜线
(5)我国科研人员研制出的可充电“Na-CO2”电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C,放电时该电池“吸入”CO2,其工作原理如图所示:
放电时,正极的电极反应式为
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【推荐3】Ⅰ.温度为T时,某容积为的密闭容器内,A、B两种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为___________ 。
(2),用B表示的平均反应速率___________ 。
(3)下列措施能增大反应速率的是___________(填字母)。
Ⅱ.纸电池是未来电池发展的重要研究方向。某学生在课外活动时,根据如图纸电池结构示意图,利用实验室中的稀硫酸、蒸馏水和滤纸制作电解液,用铜片与镁片作为电极材料。
(4)电池工作时向___________ (填a或b)极作定向移动。
(5)某学生用硫酸铜溶液替代稀硫酸,正极发生的电极反应式为___________ 。
(1)该反应的化学方程式为
(2),用B表示的平均反应速率
(3)下列措施能增大反应速率的是___________(填字母)。
A.升高温度 | B.减小A的浓度 |
C.缩小容器体积 | D.恒温恒容条件下充入氦气 |
Ⅱ.纸电池是未来电池发展的重要研究方向。某学生在课外活动时,根据如图纸电池结构示意图,利用实验室中的稀硫酸、蒸馏水和滤纸制作电解液,用铜片与镁片作为电极材料。
(4)电池工作时向
(5)某学生用硫酸铜溶液替代稀硫酸,正极发生的电极反应式为
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【推荐1】任何化学反应都伴随着能量的变化,通过化学反应,化学能可转化为热能、电能等不同形式的能量。
(1)H2可用于工业合成氨气,已知拆开1mol H—H、1mol N≡N分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ,形成1mol N—H会放出能量391kJ,则在反应N2+3H22NH3中,每生成2mol NH3,___________ (填“吸收”或“放出”)热量___________ kJ。当在相同的条件下向容器中充入1mol N2和3mol H2时,它们反应对应的热量___________ (填“大于”“等于”或“小于”)你所计算出的值。
(2)用图甲、乙所示装置进行实验,请回答下列问题。
以下叙述中,正确的是___________ (填字母)。
a.甲中铜片是正极,乙中锌片是负极
b.两池中溶液的pH均增大
c.两池中铜片表面均有气泡产生
d.若反应过程中有0.2mol电子转移,生成的氢气在标准状况下的体积均为2.24L
(3)Mg、Al设计成如图所示原电池装置:
若溶液为氢氧化钠溶液,负极的电极反应为___________ 。
(4)如图是甲烷燃料电池的原理示意图:
①电池的负极是___________ (填“a”或“b”)电极,该电极的反应式为___________ 。
②电池工作一段时间后,电解质溶液的pH___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
(1)H2可用于工业合成氨气,已知拆开1mol H—H、1mol N≡N分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ,形成1mol N—H会放出能量391kJ,则在反应N2+3H22NH3中,每生成2mol NH3,
(2)用图甲、乙所示装置进行实验,请回答下列问题。
以下叙述中,正确的是
a.甲中铜片是正极,乙中锌片是负极
b.两池中溶液的pH均增大
c.两池中铜片表面均有气泡产生
d.若反应过程中有0.2mol电子转移,生成的氢气在标准状况下的体积均为2.24L
(3)Mg、Al设计成如图所示原电池装置:
若溶液为氢氧化钠溶液,负极的电极反应为
(4)如图是甲烷燃料电池的原理示意图:
①电池的负极是
②电池工作一段时间后,电解质溶液的pH
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
真题
【推荐2】科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________ kJ;
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________ ;
(3)在溶积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变得情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);
下列说法正确的是________ (填序号)
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=mol·L-1·min-1
②该反应在T时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大
(4)在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为______ ;
(5)在直接以甲醇为燃料电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为________ 、正极的反应式为________ 。理想状态下,该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ,则该燃料电池的理论效率为________ (燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。
(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为
(3)在溶积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变得情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);
下列说法正确的是
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=mol·L-1·min-1
②该反应在T时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大
(4)在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为
(5)在直接以甲醇为燃料电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是______ ,在导线中电子流动方向为___________ (用a、b 表示)。
(2)负极反应式为_____________ 。
(3)电极表面镀铂粉的原因为______________________________ 。
(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
Ⅰ.2Li+H22LIH
Ⅱ.LiH+H2O=LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是_________ ,反应Ⅱ中的氧化剂是_________ 。
②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为________ 。
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是
(2)负极反应式为
(3)电极表面镀铂粉的原因为
(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
Ⅰ.2Li+H22LIH
Ⅱ.LiH+H2O=LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是
②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为
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