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工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3O...

工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化图。

请回答下列问题

(1)在“图1”中,曲线______(填a或b)表示使用了催化剂;该反应属于_____________(填吸热、放热)反应。

(2)从反应开始到建立平衡, v(H2)=________;反应达到化学平衡时,下列有关叙述正确的是______   。

a.容器内气体压强保持不变                                                      

b.反应放热182 kJ

c.若升温,该反应的v(正)增大,v(逆)减小     

  d.若向容器内通入少量氢气,则此时v(正)>v(逆)

(3)甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池,该燃料电池的电池反应式为:2CH3OH(l)+ 3O2(g)==2CO2(g)+4 H2O(l)。其工作原理示意图如下:

①上图的出入口通入或排出的物质名称(或化学式)b________ ,a_____________.

②负极的电极反应式为_____________________________________。电池中放电过程中负极附近溶液的pH将_____________(填“下降”、“上升”或“不变”);

(4)、最近,又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池,其效率更高。一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导O2-离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷代表汽油。该电池的正极反应式___________________________。该电池的负极反应式__________________________________。放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向_________________极移动(填“正”或“负”)。

 

b 放热 0.15 mol/L.min-1 ad CH3OH CO2 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ 下降 O2+4e-=2O2- C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O 负 【解析】(1)催化剂降低反应的活化能,则在“图1”中,曲线b表示使用了催化剂;反应物总能量高于生成物总能量,该反应属于放热反应。(2)从反应开始到建立平衡,生成甲醇是0.75mol/L,根据方程式可知消耗氢气是1.5mol/L,则v(H2)=1.5mol/L÷10min=0.15 mol/L·min-1;a.正反应体积减小,反应达到化学平衡时,容器内气体压强保持不变,a正确;b.生成甲醇是0.75mol/L,物质的量是1.5mol,所以反应放热1.5×(510kJ-419kJ)=136.5kJ,b错误;c.若升温,正逆反应速率均增大,c错误;d.若向容器内通入少量氢气,反应物浓度增大,平衡向正反应方向进行,则此时v(正)>v(逆),d正确,答案选ad; (3)①原电池中阳离子向正极移动,则根据图中氢离子的移动方向可知右侧电极是正极,左侧是负极,因此b处通入的是甲醇,甲醇的氧化产物是CO2,则a处流出的是CO2;②甲醇在负极通入,负极的电极反应式为 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。根据负极电极反应式可知负极产生氢离子,则电池中放电过程中负极附近溶液的pH将下降;(4)氧气在正极通入,由于传递的是氧离子,则该电池的正极反应式为O2+4e-=2O2-。汽油在负极通入,该电池的负极反应式为C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O。原电池中阴离子向负极移动,则放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向负极移动。  
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考点分析:
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已知X、Y、Z、W 4种元素分别是元素周期表中3个连续短周期的元素且原子序数依次增大。X、W同主族,Y、Z为同周期的相邻元素。W原子的质子数等于Y、Z原子的最外层电子数之和。Y与X形成的分子中有3个共价键。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,试推断:

(1)、写出Z在周期表中的位置______________。W离子的结构示意图:_______________________

(2)、由以上元素中两两形成的化合物中,溶于水显碱性的气态氢化物的结构式为:__________________。 

既含离子键又含非极性共价键的化合物的电子式为________;既含极性共价键又含非极性共价键的化合物的电子式为________

(3)、Z的氢化物熔沸点在其同主族氢化物中熔沸点最高,原因是_______________________

(4)、用化学方程式表示Z与其同主族短周期元素的非金属性强弱___________________________

(5)、由X、Y、Z所形成的常见离子化合物是________(写化学式),该化合物与W的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式为____________________;X与W形成的化合物与水反应时,水作________ (填“氧化剂”或“还原剂”)。

 

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恒温恒容下,将2 mol A气体和2 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g) xC(g)+2D(s),2 min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2 mol B,并测得C的浓度为1.2 mol·L-1

(1)x________。(2)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为________

(3)A的转化率与B的转化率之比为________。(4)平衡后A的体积分数为:___________

(5)反应前与平衡后的压强之比为________

 

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Ⅰ 、某烃A 0.2 mol在O2中完全燃烧时,生成CO2  1.4mol、H2O 1.6 mol ,

(1)、该烃A的分子式为________,燃烧时消耗标准状况下O2________L 。

(2)、写出该烃A(只含三个甲基)的同分异构体________

Ⅱ、标准状况下1.68 L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水中,得到的白色沉淀质量为15.0 g;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,质量增加9.3 g。

(1)、燃烧产物中生成水的质量是_________。(2)若原气体是单一气体,则它的分子式_________

(3)、若原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中只有一种是烃,请写出它们的分子式(只要求写出两组)_____________________________

 

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化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成或拆开1mol 化学键时释放或吸收的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如下图所示,现提供以下化学键的键能kJ/mol:P—P:198,P—O:360,O=O:498,则反应P4白磷+3O2=P4O6的反应热ΔH为(   )

208hxe3.tif

A-1638kJ/mol       B+1638kJ/mol

C-126kJ/mol        D+126kJ/mol

 

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据报道,以硼氢化合物NaBH4B元素的化合价为+3价)和H2O2作原料的燃料电池,负极材料采用Pt/C,正极材料采用MnO2,可用作空军通信卫星电源,其工作原理如图所示。下列说法错误的是

 

A.电池放电时Na+a极区移向b极区

B.电极b采用MnO2MnO2既作电极材料又有催化作用

C.该电池的负极反应为:BH4+8OH――8e=BO2+6H2O

D.每消耗3molH2O2,转移的电子为3mol

 

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