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(1)CH4可用于设计燃料电池,甲烷燃料电池的工作原理如图(左)所示:原电池工作...

1CH4可用于设计燃料电池,甲烷燃料电池的工作原理如图所示:原电池工作过程中OH的作用是_______________;负极电极反应式为:_____________。若电路中转移电子数为0.8NA,左侧溶液中pH________填“增大”,“减小”,”不变”)(忽略溶液体积的变化,右侧的OH物质的量变化量为_________。

2CH4与H2O在隔绝空气、高温和催化剂条件下反应:

CH4g+H2Og COg+3H2g  ΔH=m kJ·mol—1

则反应的平衡常数表达式K=______________,K的大小与温度T的关系如上图中曲线所示,则m__________0填“>”“=”或“<”;改变某一条件,使状态从a点到达b点,若保持温度不变,反应再次达到平衡时,则CH4的转化率___________填“增大”、“减小”、“不变”或“不确定”,反应的焓变△H将_______________填“增大”、“减小”或“不变”

 

(1)参与电极反应,定向移动形成电流(各1分,共2分); CH4-8e-+10OH-=CO3-+7H2O(2分);不变(1分);0.2mol(2分) (2)(2分);>(2分);不确定(2分);不变(2分)   【解析】 试题分析:(1)甲烷失去电子转化为CO2,CO2结合氢氧根生成碳酸根,则氢氧根的作用是参与电极反应,定向移动形成电流;负极通入甲烷,电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO3-+7H2O;。若电路中转移电子数为0.8NA,正极消耗氧气是0.2mol,生成氢氧根是0.8mol,由于生成的氢氧根向负极移动,所以左侧溶液中pH不变”。根据负极电极反应式可知右侧甲烷消耗1mol氢氧根,所以右侧的OH-物质的量变化量为1mol-0.8mol=0.2mol。 (2)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则根据方程式CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)可知反应的平衡常数表达式K=,根据图像可知升高温度K增大,所以正反应是吸热反应,m>0;由于不能确定改变的条件,所以使状态从a点到达b点,若保持温度不变,反应再次达到平衡时,不能确定CH4的转化率如何变化;焓变只与反应物和生成物总能量的相对大小有关系,所以△H不变。 考点:考查燃料电池、外界条件对平衡状态的影响、焓变判断等  
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考点分析:
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酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液的反应通常用来研究浓度对反应速率的影响。现有甲、乙两个实验小组设计不同的实验方案如下:

甲组:改变反应物的浓度,通过溶液褪色的时间来比较反应速率快慢。

可以使用的试剂有:① 0.01mol/L KMnO4酸性溶液、② 0.02mol/L KMnO4酸性溶液、③ 0.1 mol/L H2C2O4溶液、④ 0.2 mol/L H2C2O4溶液。

1酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应的离子方程式为:__________________________;

2请从上面的四种溶液中选择本实验所需的三种溶液填写序号_______________;

3问题讨论:已知该实验过程中溶液温度几乎不变,但是依据实验数据发现开始一段时间后速率却在增大。

①你认为引起该反应速率增大的因素是_____________________。

②欲设计实验确认,请完成以下设计表a、b、c褪色时间不需填写

实验

编号

0.01mol/LKMnO4酸性溶液/mL

0.2mol/L

H2C2O4溶液/mL

MnSO4

固体/g

褪色

时间/s

1

4mL

2 mL

a

 

2

b

c

0.2 g

 


乙组:通过测定不同浓度的溶液生成CO2气体体积的方法来比较化学反应速率的大小。

实验装置如图,实验时分液漏斗中A溶液一次性放入B溶液中

已知乙组完成两次实验分别是Ⅰ、Ⅱ。请完成以下各空:

4如何检查该装置的气密性:___________________。

5分析所给实验仪器,实现该实验目的还欠缺的仪器:_________________。你将如何比较Ⅰ、Ⅱ化学反应速率大小?你的操作是_________________________。

 

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下图为合成氨N2g+3H2g2NH3g反应过程中的能量变化情况,请回答下列问题:

1反应中用活性铁作催化剂,使用活性铁会使图中B点升高还是降低________,理由是___________。

2该反应平衡常数为K,当浓度商Qc______K填“<”、“>”或“=”时,反应向右进行。

3400 ℃时该反应的平衡常数_______450 ℃时的平衡常数填“<”、“>”或“=”

4一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高H2的转化率,可以采取的合理措施有填字母________。

A.高温高压

B.加入催化剂

C.增加N2的浓度

D.增加H2的浓度

E.分离出NH3

 

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TiO2在光照射下可使水分【解析】
2H
2O2H2↑+O2↑,该过程类似植物的光合作用。如图是光照射下TiO2分解水的装置示意图。下列叙述正确的是

A.该装置可以将光能转化为电能,同时也能转化为化学能

B.TiO2电极上发生的反应为:2H+2e=H2

C.该装置工作时,电流由TiO2电极经R流向铂电极

D.该装置工作时,TiO2电极附近溶液的pH变大

 

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能正确表示下列反应离子方程式的是

A.过氧化钠固体与水反应:2O22—+2H2O =4OHO2

B.向明矾[KAlSO42]溶液中逐滴加入BaOH2溶液至SO42-恰好沉淀完全:

2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH=2AlOH3↓+3BaSO4

C.向次氯酸钠溶液中通入少量SO2:ClO+SO2+H2O=Cl+SO42-+2H

D.FeSO4酸性溶液暴露在空气中:4Fe2++O2+4H=4Fe3++2H2O

 

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在恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应:2NO2gN2O4g达平衡时,再向容器内通入一定量的NO2g,重新达到平衡后,与第一次平衡时相比,NO2的体积分数

A.不变            B.增大                C.减小               D.无法判断

 

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