甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛,请回答下列问题:
(1)甲烷—氧气燃料电池是一种清洁能源,该电池用金属铂片插入氢氧化钾溶液中作电极,在两极上分别通甲烷和氧气。其电极反应式分别为:负极_______________,正极______________。电池在放电过程中溶液的PH将___________(填“降低”、“升高”或“不变”)。
(2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。
已知:CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g);△H=+206.2kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g);△H=+247.4kJ·mol-1
写出CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和 H2(g)的热化学方程式为________________。
如图为工业上氯碱工业的电解槽示意图,据图回答:
(1)图中a、b物质分别是:a_____________;b____________(填“名称”),c离子是___________(填“符号”)。
(2)若没有阳离子交换膜,则电解一段时间后在电解槽的溶液中可能发生的化学反应方程式为________________。
(3)写出工业上电解饱和食盐水的化学方程式__________________。
请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),平衡常数K与温度t℃的关系如下表:
t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
①该反应的化学平衡常数表达式为________________________。
②该反应为反应___________(填“吸热”或“放热”)。
③某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度
为___________℃。
(2)工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,一定温度下在恒容容器中,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=-116kJ·mol-1
①下列措施中能说明反应达到平衡状态的是___________。
A.体系压强保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.CO与H2的浓度之比为1∶2
D.单位时间内,消耗2molH2的同时消耗1molCH3OH
②在恒容容器中合成甲醇,当温度分别为230℃、250℃和270℃时,CO的转化率与n(H2)/n(CO)的起始组成比的关系如图所示。已知容器体积1L,起始时CO的物质的量均为1mol。据此判断在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是___________;利用图中a点对应的数据,计算该反应在对应温度下的平衡常数K等于___________。
某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为_______________。
(2)反应开始至2min,气体Z的反应速率为_____________。
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达平衡时:①压强是开始时的_______倍;②若此时将容器的体积缩小为原来的0.5倍,达平衡时,容器内温度将降低(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为_________反应(填“放热”或“吸热”)。
高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:
3Zn + 2K2FeO4+ 8H2O3Zn(OH)2+ 2Fe(OH)3+ 4KOH 。关于该电池的说法正确的是( )
A. 放电时,Zn作负极,发生还原反应
B. 放电时,K2FeO4附近溶液pH减小
C. 充电时,锌极附近溶液pH减小
D. 充电时,阳极电极反应为:Fe(OH)3-3e-+5OH-==FeO42-+4H2O
铅蓄电池的电极材料是Pb和PbO2,电解质是硫酸溶液。现用铅蓄电池电解饱和硫酸钠溶液一段时间。已知蓄电池放电时发生的反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,假设电解时温度不变且用惰性电极,下列结论不正确的是( )
A. 电解后,c(Na2SO4)不变,且溶液中有晶体析出
B. 电解池的阳极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑
C. 蓄电池电池放电时,每消耗0.1molPb,共生成0.1molPbSO4
D. 蓄电池中每生成2molH2O,电解池中就消耗1molH2O