【題目】由甲醇、氧氣和溶液構(gòu)成的新型手機(jī)電池,可使手機(jī)連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電。
(1)寫出該電池負(fù)極電極反應(yīng)式______
(2)若以該電池為電源,用石墨作電極電解含有如下離子的溶液。
離子 | ||||
電解一段時(shí)間后,當(dāng)兩極收集到相同體積(相同條件)的氣體時(shí)(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象),陽極上發(fā)生的電極反應(yīng)為______;陰極收集到的氣體體積為(標(biāo)準(zhǔn)狀況)______。
(3)若用該電池做電源,用石墨做電極電解硫酸銅溶液,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移時(shí),實(shí)際上消耗的甲醇的質(zhì)量比理論上大,可能原因是______。
【答案】CH3OH-6e﹣+8OH-=CO32-+6H2O 2Cl--2e﹣═Cl2↑ 4OH--4e-=O2↑+2H2O (或2H2O-4e﹣=O2↑+4H+) 0.672L 電池能量轉(zhuǎn)化率達(dá)不到100%
【解析】
(1)①該燃料電池中,電池的正極通入氧氣,負(fù)極通入燃料甲醇,電解質(zhì)是氫氧化鈉溶液,甲醇在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),堿性環(huán)境下生成碳酸根離子,據(jù)此寫出離子方程式;
(2)開始階段,陰極電極反應(yīng)為: Cu2++2e﹣═Cu ,陽極電極反應(yīng)為: :2Cl--2e﹣═Cl2↑,電解一段時(shí)間后,當(dāng)兩極收集到相同體積(相同條件)的氣體,則陽極還生成氧氣,則陰極還發(fā)生反應(yīng): 2H++2e-=H2↑;陽極還發(fā)生反應(yīng): 4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e﹣= O2↑+4H+);陽極生成氯氣為0.02mol,假設(shè)氧氣為xmol,則氫氣為(x+0.02)mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計(jì)算解答;
(3)原電池中發(fā)生反應(yīng)時(shí),由于化學(xué)能不能100%轉(zhuǎn)化為電能。
(1)該燃料電池中,電池的正極通入氧氣,負(fù)極通入燃料甲醇,電解質(zhì)是氫氧化鈉溶液,甲醇在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),堿性環(huán)境下生成碳酸根離子,該電池負(fù)極電極反應(yīng)式: CH3OH-6e﹣+8OH-=CO32-+6H2O;
綜上所述,本題答案是:CH3OH-6e﹣+8OH-=CO32-+6H2O。
(2)溶液中n(Cu2+)=0.01mol,n(H+)=0.04mol, n(Cl-)=0.04mol,開始階段,陰極電極反應(yīng)為: Cu2++2e﹣═Cu ;陽極電極反應(yīng)為: 2Cl--2e﹣═Cl2↑,電解一段時(shí)間后,當(dāng)兩極收集到相同體積(相同條件)的氣體,則陽極還生成氧氣,則陰極還發(fā)生反應(yīng): 2H++2e-=H2↑;陽極還發(fā)生反應(yīng): 4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e﹣= O2↑+4H+);陽極生成氯氣為0.02mol,假設(shè)氧氣為xmol,則氫氣為(x+0.02)mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒,則0.01×2+(x+0.02) ×2=0.02×2+4x,計(jì)算得出x=0.01;故收集到的氫氣為0.01+0.02=0.03mol,在標(biāo)況下的體積為0.03mol×22.4L/mol=0.672L;
綜上所述,本題答案是:2Cl--2e﹣═Cl2↑,4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e﹣= O2↑+4H+),0.672L。
(3)原電池中發(fā)生反應(yīng)時(shí),由于化學(xué)能不能100%轉(zhuǎn)化為電能,所以當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移時(shí),實(shí)際上消耗的甲醇的質(zhì)量比理論上大;
綜上所述,本題答案是:電池能量轉(zhuǎn)化率達(dá)不到100%。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】?jī)煞N氣態(tài)烴組成的混合氣體完全燃燒后所得到CO2和H2O的物質(zhì)的量隨混合烴總物質(zhì)的量的變化如圖所示,則下列對(duì)混合烴的判斷正確的是( )
①一定有乙烯 ②一定有甲烷 ③一定有丙烷
④一定沒有乙烷 ⑤可能有甲烷 ⑥可能有乙炔
A. ②⑤⑥ B. ②⑥ C. ②④ D. ②③
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具,下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語中,正確的是
A. HCO3-在水溶液中的電離方程式:HCO3-+H2OH3O++CO32-
B. Al3+的水解方程式:
C. 鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng):Fe-2e-=Fe2+
D. 氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-=4OH-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)有甲、乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序,兩人均用鎂片和鋁片作電極,但甲同學(xué)將電極放入1 mol·L-1的H2SO4溶液中,乙同學(xué)將電極放入1mol·L-1的NaOH溶液中,如圖所示。
①寫出甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式:__________。
②乙中負(fù)極反應(yīng)式為__________,總反應(yīng)的離子方程式:_______。
(2)將用導(dǎo)線相連的兩個(gè)鉑電極插入KOH溶液中,然后向兩極分別通入CH3OH(甲醇)和O2 ,則發(fā)生了原電池反應(yīng),該原電池中的負(fù)極反應(yīng)式為________________;正極反應(yīng)式為______
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】觀察下列實(shí)驗(yàn)裝置圖,按要求作答:
(1)寫出圖中四種實(shí)驗(yàn)操作的名稱:___________________________________________________。
(2)裝置④中所有玻璃儀器的名稱:____________,____________。
(3)下列實(shí)驗(yàn)需要在哪套裝置中進(jìn)行:(填序號(hào),每套裝置僅使用一次)
A從海水中獲取蒸餾水____________;B從KCl溶液中獲取KCl晶體____________;
C分離CaCO3和水____________;D分離植物油和水____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】丙烯是一種重要的化工原料,可通過丁烯催化裂解或丁烯與甲醇耦合制備。
Ⅰ.丁烯催化裂解生產(chǎn)丙烯的反應(yīng)方程式是2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g)。
(1)已知C4H8、C3H6、C2H4的燃燒熱分別為2710.0 kJmol-1、2050.0 kJmol-1、1410.0 kJmol-1,則該反應(yīng)的ΔH=_______ kJmol-1。下列操作既能提高C4H8的平衡轉(zhuǎn)化率,又能加快反應(yīng)速率的是_________。
A.升高溫度 B.增大壓強(qiáng)
C.增大C4H8的濃度 D.使用更高效的催化劑
(2)某溫度下,在體積為2 L的剛性密閉容器中充入2.00 mol C4H8進(jìn)行上述反應(yīng),容器內(nèi)的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示:
反應(yīng)時(shí)間t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
總壓強(qiáng)p/kPa | 4.00 | 4.51 | 4.80 | 4.91 | 4.96 | 5.00 | 5.00 |
則0~10 min內(nèi)υ(C4H8)=_______ molL-1min-1,該溫度下的平衡常數(shù)K=_______kPa(用氣體的分壓表示)。
Ⅱ.將甲醇轉(zhuǎn)化耦合到丁烯裂解過程中生產(chǎn)丙烯,主要涉及下列反應(yīng):
① 2C4H8(g)2C3H6(g)+ 2H4(g) ΔH>0
② 2CH3OH(g)C2H4(g) + 2H2O(g) ΔH<0
③ C2H4(g)+ C4H8(g)2C3H6(g) ΔH<0
已知:甲醇吸附在催化劑上,可以活化催化劑;甲醇濃度過大也會(huì)抑制丁烯在催化劑上的轉(zhuǎn)化。
(3)圖1是C3H6及某些副產(chǎn)物的產(chǎn)率與n(CH3OH)/n(C4H8)的關(guān)系曲線。最佳的n(CH3OH)/n(C4H8)約為_________。
(4)圖2是某壓強(qiáng)下,將CH3OH和C4H8按一定的物質(zhì)的量之比投料,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C3H6的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化曲線。由圖可知平衡時(shí)C3H6的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高呈現(xiàn)先升高后降低,其原因可能是__________________________________________________。
(5)下列有關(guān)將甲醇轉(zhuǎn)化耦合到丁烯裂解過程中生產(chǎn)丙烯的說法正確的是________。
A.增大甲醇的通入量一定可以促進(jìn)丁烯裂解
B.甲醇轉(zhuǎn)化生成的水可以減少催化劑上的積碳,延長(zhǎng)催化劑的壽命
C.提高甲醇與丁烯的物質(zhì)的量的比值不能提高丙烯的平衡組成
D.將甲醇轉(zhuǎn)化引入丁烯的裂解中,可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)熱效應(yīng)平衡,降低能耗
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1
CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3
4Fe(s)+3O3(g)=2Fe2O3(s) △H4
3 CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) △H5
下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是
A. △H1>0,△H3<0
B. △H2>0,△H4>0
C. △H1=△H2+△H3
D. △H3=△H4+△H5
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知有A、B、C、D、E五種短周期的主族元素,它們的原子序數(shù)依次遞增,A是所有元素中原子半徑最小的元素,B、C組成的某一種化合物能引起溫室效應(yīng)。常溫下,金屬D單質(zhì)投入水中能與水劇烈反應(yīng)。常溫下E單質(zhì)是常見的氣體。請(qǐng)按要求回答下列幾個(gè)問題:
(1)B、D的元素名稱分別為:________、________。
(2)E在周期表中的位置為:________。
(3)C離子的結(jié)構(gòu)示意圖為:________。
(4)B、C、D三種元素的原子半徑從大到小的順序?yàn)?/span>________(用元素符號(hào)表示)。
(5)B、E的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性從強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?/span>________(用對(duì)應(yīng)的化學(xué)式表示)。
(6)寫出C、D兩種元素組成的陰、陽離子個(gè)數(shù)比為1:2且只含離子鍵的化合物的電子式:________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(如圖)的敘述正確的是
A. 存在四面體結(jié)構(gòu)單元, 處于中心, 處于4個(gè)頂角
B. 最小環(huán)上有3個(gè)原子和3個(gè)原子
C. 最小環(huán)上和原子數(shù)之比為1:2
D. 最小環(huán)上有6個(gè)原子和6個(gè)原子
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