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)高炉冶铁过程中,甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁,有关反应为:CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH=260 kJ·mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-566 kJ·mol-1。
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为_________________________________。
(2)如下图所示,装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①a处应通入________(填“CH4”或“O2”),b处电极上发生的电极反应式是__________________________________。
②电镀结束后,装置Ⅰ中溶液的pH________(填写“变大”“变小”或“不变”,下同),装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度________。
③电镀结束后,装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH-以外还含有________(忽略水解)。
④在此过程中若完全反应,装置Ⅱ中阴极质量变化12.8 g,则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L(标准状况下)。
有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6 mol/L H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 mol/L的NaOH溶液中,如上图所示。请回答:
(1)写出甲池中负极的电极反应式:____________________________。
(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式:负极_________________总反应的离子方程式为________________________。
(3)如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,则甲会判断出_________活动性更强,而乙会判断出_________活动性更强(填写元素符号)。
(4)由此实验,可得到如下哪些正确结论?_______________________________(填写字母序号)。
a.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
b.镁的金属性不一定比铝的金属性强
c.该实验说明金属活动性顺序已过时,已没有实用价值
d.该实验说明化学研究对象复杂,反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析
(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”,这种做法___________________ (填“可靠”或“不可靠”)。
依据氧化还原反应Zn(s)+Cu2+(aq)===Zn2+(aq)+Cu(s)设计的原电池如下图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是____________;电解质溶液Y是__________________。
(2)铜电极为电池的________极,发生的电极反应为_______________________ X极上发生的电极反应为______________。
(3)外电路中的电子是从________极流向__________极(填名称)。
(4)盐桥中的Cl-向________极移动,如将盐桥撤掉,电流计的指针将________偏转。
以甲醇为燃料的电池中,电解质溶液为酸性,则负极反应式为______________,正极反应式为__________________。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,甲醇的燃烧热为ΔH= -726.5kJ/mol)。
熔融盐燃料电池具有较高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。已知负极反应式为2CO + 2CO32- -4e-= 4CO2,则正极反应式为______________,电池总反应式为 ___________________。
(1)已知2molH2完全燃烧生成水蒸气放出热量484kJ,且1molH-H键断裂时吸收热量为436kJ,1molO=O键断裂时吸收热量为496kJ,则水蒸气中1molH-O键形成时放出的热量为_____。
(2)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分几步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:
已知:H2O(g) === H2O(l) ΔH1= —Q1 kJ/mol
C2H5OH(g) === C2H5OH(l) ΔH2= —Q2 kJ/mol
C2H5OH(g) + 3O2(g) === 2CO2(g) +3H2O(g) ΔH3= —Q3 kJ/mol
若使46g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为____________。