(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)
(5分)(1)在一密闭容器中充入1molNO2,建立如下平衡:2NO2 N2O4,测得NO2的转化率为a%,在其它条件不变的情况下,再充入1molNO2,待新平衡建立时,又测得NO2的转化率为b%。试问a、b值的大小关系为___ _。
(2)汽车尾气中的主要污染物有CO、NOx ,CO分析仪是以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是 。
A.负极的电极反应式为:CO+O2—―2e-=CO2
B.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,说明汽车尾气中CO的含量越高
(3)阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,试回答下列问题:
①若电解质溶液为KOH溶液,构成燃料电池,则负极反应式为____________ ____,
②如把KOH改为稀H2SO4作电解质,则正极反应式为_____ ___________,
③如把H2改为甲烷,KOH作电解质,则负极反应式为
(12分)(1)“嫦娥一号”登月成功,实现了中国人“奔月”的梦想.“嫦娥一号”使用的推进剂是液氢和液氧,这种推进剂的优点是相同质量时,氢气放出的热量多,产物为水无污染。
已知:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol ; H2(g)=H2(l) ΔH=-0.92 kJ/mol
O2(g)=O2(l) ΔH=-6.84 kJ/mol ; H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ/mol
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式:_______________________________.
(2)已知:①NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH=-176 kJ/mol
②NH3(g)+H2O(l)===NH3·H2O(aq) ΔH =-35.1 kJ/mol
③HCl(g)===HCl(aq) ΔH = -72.3 kJ/mol
④NH3·H2O(aq)+HCl(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l) ΔH=-52.3 kJ/mol
则NH4Cl(s)===NH4Cl(aq)的ΔH=______
(3)分别取40 mL的0.50 mol/L盐酸与0.55 mol/L氢氧化钠溶液进行中和反应.通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热.请回答下列问题.
① 理论上稀强酸、稀强碱反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量,写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式 __
② 假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g/cm3,又知中和后生成溶液的比热容
c=4.18 J/(g·℃).为了计算中和热,实验时还需测量的数据有(填序号)__________;
A.反应前盐酸溶液的温度 B.反应前盐酸溶液的质量
C.反应前氢氧化钠溶液的温度 D.反应前氢氧化钠溶液的质量
E.反应后混合溶液的最高温度 F.反应后混合溶液的质量
③ 某学生实验记录数据如下:
实验 序号 |
起始温度t1/℃ |
终止温度t2/℃ |
|
盐酸 |
氢氧化钠 |
混合溶液 |
|
1 |
20.0 |
20.1 |
23.2 |
2 |
20.2 |
20.4 |
23.4 |
3 |
20.5 |
20.6 |
23.6 |
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=__________ __;
④假定该学生的操作完全同上,实验中改用100 mL 0.5 mol/L盐酸跟100 mL 0.55 mol/L氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量________(填“相等”或“不相等”),所求中和热__________(填“相等”或“不相等”).
(5分)某温度下1L密闭容器中加入1molN2和3molH2,使反应N2+3H2 2NH3达平衡,测得混合气体中N2、H2、NH3的量分别为m、n、gmol,如温度不变,只改变初始物质的加入量,而要求m、n、g总保持不变。若N2、H2、NH3的起始加入量用x、y、z表示时,应满足条件:
(1)若x=0,y=0时z= __ __mol,
(2)若x=0.25mol,则y= ___ _mol,z= __ __mol,
(3)x、y、z应满足的一般条件是(用含x、y、z的代数式表示) 。
相同容积的4个密闭容器中进行同样的可逆反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+2D(g),保持体积不变。起始时4个容器所装A、B的物质的量分别为:
在相同温度下建立平衡时,A或B的转化率大小关系为( )
A.A的转化率为:甲<乙<丙<丁 B.A的转化率为:甲<丙<乙<丁
C.B的转化率为:甲>乙>丙>丁 D.B的转化率为:丁>乙>丙>甲
对于平衡体系mA(g)+nB(g) pC (g)+q(g);△H<0。下列结论中不正确的是( )
A.若温度不变,将容器的体积缩小到原来的一半,此时A的浓度为原来的2.1倍,则m+n<p+q
B.若平衡时A、B的转化率相等,说明反应开始时,A、B的物质的量之比为m:n
C.若m+n=p+q,则往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol的B,达到新平衡时,气体的总物质的量等于2a mol
D.若温度不变时,压强增大到原来的2倍,达到新平衡时,总体积一定比原来的1/2要小