2017-2018学年安徽省淮北市第一中学高二上学期第二次月考化学试题 解析版
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安徽省淮北市第一中学2017-2018学年高二上学期第二次月考
化学试题
注意事项:
1、本试卷分为I卷(选择题)和Ⅱ卷(非选择题)两部分
2、答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷相应的位置
3、全部答案写在答题卡上,写在试卷上无效
4、本试卷满分100分,测试时间100分钟
5、相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 A1:27 S:32 C1:35.5 Fe:56 Cu:64 Ag:108
I卷
一、,选择题(本题包括21^-J、题,每小题2分,共42分.每小题只有一个选项符合盟意)
1. 化学与生产和生活密切相关,下列说法正确的是( )
A. 聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应
B. 煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
C. 合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料
D. 利用粮食酿酒经过了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程
【答案】D
考点:考查塑料和有机材料、煤的加工、粮食酿酒等。
2. 设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是( )
A. 14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B. 27g铝中加入1mol/L的NaOH溶液,转移电子数是3NA
C. 1 molFe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA
D. 标准状况下,44. 8LNO与22. 4LO2反应后的分子数是2NA
【答案】A
【解析】A、乙烯和丙烯均由CH2构成,故14g乙烯和丙烯的混合物中含有的CH2的物质的量为1mol,氢原子数为2NA,故A正确;B、27g铝中加入1mol/L的NaOH溶液,只有0.5molAl反应,转移电子数是1.5NA,故B错误;C、1 molFe溶于过量硝酸,Fe被氧化为Fe3+ ,电子转移数为3NA,故C错误;D、标准状况下,44.8LNO与22.4LO2的物质的量分别为2mol和1mol,两者能恰好完全反应后生成2molNO2,而NO2中存在平衡:2NO2N2O4,导致分子个数减少,故最终所得的分子个数小于2NA个,,故D错误;故选A。
3. 向铝土矿(含A12O3、FeO、Fe2O3、SiO2)中加入适量硫酸溶液,分别取浸取液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A. 通入过量SO2:H+、Fe2+、A13+、SO42-
B. 通入过量氨气:NH4+、A1O2-、OH-、SO42-
C. 加入过量NaClO溶液:Fe2+、Na+、,ClO-、SO42-
D. 加入过量NaOH溶液:Na+、A1O2-、OH-、SO42-、SiO32-
【答案】A
【解析】Fe3+能氧化SO2,所以溶液中不含Fe3+,故A正确;Al3+与氨水反应生成氢氧化铝沉淀,所以溶液不可能含有A1O2-,故B错误;ClO-与H+生成弱电解质HClO,故C错误;铝土矿(含A12O3、FeO、Fe2O3、SiO2)中加入适量硫酸溶液,二氧化硅不与硫酸反应,浸取液不含SiO32-,故D错误。
4. 对中国古代著作涉及化学的叙述,下列解读错误的是
A. 《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”里的“石灰”指的是Ca(OH)2
B. 《黄白第十六》中“曾青涂铁,铁赤如铜”,其“曾青”是可溶性铜盐
C. 《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣”中的碱是K2CO3
D. 《汉书》中“高奴县有洧水可燃”,这里的“洧水”指的是石油
【答案】A
【解析】《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”里的“石灰”指的是CaO,故A错误;
“曾青涂铁,铁赤如铜”,其“曾青”是可溶性铜盐,例如硫酸铜溶液,故B正确;草木灰中含有K2CO3,故C正确;《汉书》中“高奴县有洧水可燃”,石油可燃,这里的“洧水”指的是石油,故D正确。
5. 下列实验操作能达到实验目的或得出相应结论的是()
实验操作
目的或结论
A
将Cu片放入FeC13溶液中
证明Fe的金属性比Cu强
B
将点燃的镁条置于盛有C02的集气瓶中,瓶内壁有黑色固体生成
镁与CO2发生置换反应
C
将SO2通入溴水或酸性KMnO4溶液中
证明SO2有漂白性
D
向FeCl2溶液(含少量FeBr2杂质)中,加入适量氯水,再加CC14萃取分液
除去FeCl2溶液中的FeBr2
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】A、发生2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,体现Fe3+的氧化性强于Cu2+,故A错误;B、根据现象,发生2Mg+CO22MgO+C,故B正确;C、利用溴水或酸性高锰酸钾溶液的强氧化性,把SO2氧化成SO42-,体现SO2的还原性,故C错误;D、还原性:Fe2+>Br-,加入适量氯水,先氧化成Fe2+,因此不能用氯水除去FeCl2中FeBr2,故D错误。
6. 已知(b)、 (d)、 (p)的分子式均为C6H6,下列说法正确的是( )
A. b的同分异构体只有d和p两种 B. b、d、p的二氯代物均只有三种
C. b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应 D. b、d、p中只有b的所有原子处于同一平面
【答案】D
.....................
7. C和H2在生产、生活、科技中是重要的燃料。
①2C(s)+O2(g)= 2CO(g) △H=-220kJ/mol
②
下列推断正确的是( )
A. C(s)的燃烧热ll0kJ/mol
B. 2H2 (g) +O2 (g) =2H2O (g) △H=+480kJ/mol
C. C(s) +H2O(g)==CO(g) +H2 (g) △H=-220kJ/mol
D. 分解2molH2O(1),至少需要4×462kJ的热量
【答案】C
【解析】A 、2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H1=-220kJ·mol-1,C(s)+1/2O2(g)═CO(g)△H1=-110kJ·mol-1,但 C(s)的燃烧热指生成稳定的氧化产物二氧化碳所放出的热量,燃烧热大于110 kJ·mol-1,故A错误; B、2mol水分子中含有4molH-O键,2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=反应物总键能-生成物总键能=436kJ·mol-1×2+496kJ·mol-1-4×462kJ·mol-1=-480KJ·mol-1,故B错误;C.①C(s)+1/2O2(g)═CO(g)△H1=-110kJ·mol-1,②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-480KJ·mol-1,由①-1/2×②得:C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H1=(-110kJ·mol-1)-1/2×(-480KJ·mol-1)=+130 kJ·mol-1,故C正确;D.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-480KJ·mol-1,将方程式反应物和生成物互换,则反应热变换正负号,分解2 mol H2O(l),至少需要提供480KJ热量,故D错误;故选C.
点睛:本题考查了热化学方程式、反应热的计算,题目难度中等,难点:键能与反应热的关系,易错点:D,要注意水的状态。对学生的分析能力和计算能力要求较高。
8. 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A. 若2H2(g)+O2(g) =2H2O(g) △H=-483.6 kJ/mol,则l molH2燃烧放出热量为241.8 kJ/mol
B. 若C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H >0,则石墨比金刚石稳定
C. 已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H =-57.4 kJ/mol,则20.0g NaOH固体与稀盐酸完全中和,放,出28.7lkJ的热量
D. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1;2C(s)+O2(g) =2CO(g) △H2,则△H1 >△H2
【答案】B
【解析】A、燃烧热是生成稳定的产物(液态水)放出的热量,不能是气态水,故A错误;
B、已知C(石墨,s)═C(金刚石,s)△H>0,石墨能量小于金刚石,则金刚石比石墨活泼,石墨比金刚石稳定,故B正确;
C、已知NaOH(aq)+HCl(aq)═NaCl(aq)+H2O(l)△H=﹣57.4 kJ•mol﹣1,NaOH固体溶于水放热,所以20.0gNaOH固体与稀盐酸完全中和,放出热量大于28.7kJ,故C错误;
D、己知2C(s)+2O2(g)═2CO2(g)△H1,2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2,一氧化碳转化为二氧化碳是放热过程;焓变包含负号,则△H1<△H2,故D错误;
故选B.
9. 用石墨电极完成下列龟解实验。
实验一
实验二
装置
a、d处试纸变蓝;b处变红,局部褪色;c处无明显变化
两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生;……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )
A. a、d处:2H2O+2e-=H2↑+2OH- B. b处失电子,发生氧化反应
C. c处发生了反应:Fe-3e-=Fe3+ D. 根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜
【答案】C
【解析】A.a、d处试纸变蓝,为阴极,生成OH-,电极反应为2H2O+2e-═H2↑+2OH,故A正确;B、b处变红,局部褪色,是因为Cl2+H2O=HCl+HClO,HCl的酸性使溶液变红,HClO的漂白性使局部褪色,b处失电子,2Cl――2e― =Cl2,发生氧化反应,故B正确;C、c处为阳极,发生反应:Fe-2e-═Fe2+,故C错误;D、实验一ac形成电解池,db形成电解池,所以实验二也相当于形成三个电解池,一个球两面为不同的两极,左边铜珠的左侧为阳极,发生的电极反应为Cu-2e-=Cu2+,右侧(即位置m处)为阴极,发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu,同样右边铜珠的左侧为阳极,右侧(即位置n处)为阴极,因此m处能析出铜的说法正确,故D正确;故选C。
10. 将0.2mol硝酸银、0.4mol硝酸铜、0.6mol氯化钾溶于水,配成l00mL溶液,用惰性电极电解一段时间后,若在一极析出0.3mol铜,此是在另一极上产生的气体体积(标准状况)为多少
A. 4.48L B. 5.6L C. 6.72L D. 7.84L
【答案】B
【解析】试题分析:阴极反应的先后顺序为、,根据题意阳极生成0.2 mol银、0.3moLCu;转移电子0.8 mol;阳极反应的先后顺序为、,生成氯气0.3mol,转移电子0.6mol,所以反应转移电子0.2mol,生成氧气0.05 mol;阳极生成气体的总量为0.35 mol ;体积为(标况)7.84L。
考点:本题考查电化学反应。
11. 厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理,同时得到乳酸。原理如图所示(图中HA表示乳酸分子,A-表示乳酸根离子,乳酸的摩尔质量为90g/mol,下列有关说法中正确的是( )
A. 电极a为阴极,放出H2
B. 通电一段时间后,硫酸溶液的pH升高
C. A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室
D. 对400mLl0g/L乳酸溶液通电后,当外电路通过0.5mole-时浓度,上升为145g.L-1(溶液体积变化忽略不计)
【答案】C
【解析】A、A-通过阴离子交换膜到左侧生成HA,说明在b电极上阳离子放电,剩余A-,阳离子在阴极放电,所以b为阴极,a为阳极,故A错误;B、阳极上是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应,电极反应式为:4OH--4e-═2H2O+O2↑,硫酸中H+ 浓度增大,硫酸溶液的pH降低,故B错误;C、A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室,故C正确;D、在阳极上发生电极反应:4OH--4e-═2H2O+O2↑,阴极上发生电极反应:2H++2e-=H2↑,根据电极反应方程式,则有:HA~H+~1/2H2,根据差值法,乳酸的浓度变化量是(145g·L-1-10g·L-1)/90g·mol-1=1.5mol·L-1,即生成HA的物质的量是1.5mol·L-1×0.4L=0.6mol,所以产生氢气是0.3mol即转移电子数为0.6mol,故D错误;故选C。
12. 微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )
A. 负极反应中有CO2生成 B. 微生物促进了反应中电子的转移
C. 质子通过交换膜从正极区移向负极区 D. 电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
【答案】C
【解析】试题分析:A、通氧气一极为正极,根据工作原理,正极反应式O2+4H++4e-=2H2O,故说法错误;B、在微生物作用下,将化学能转化成电能,因此说微生物促进反应中电子的转移,故说法正确;C、根据原电池的工作原理,阳离子从负极区移向正极区,故说法错误;D、此电池相当于葡萄糖在氧气中燃烧,因此总电极反应式为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O,故说法正确。
考点:考查电极反应式的书写、原电池的工作原理等知识。
13. 图中烧杯中盛的是天然水,铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是( )
A. ③>②>①>⑤>④ B. ⑤>②>①>③>④ C. ⑤>②>③>④>① D. ③>④>⑤>②>①
【答案】A
【解析】如果作为原电池负极、电解池阳极的金属,腐蚀速度加快,且作负极的金属腐蚀速率小于作阳极的金属腐蚀速率,作为原电池正极、电解池阴极的金属被保护,①中只有铁一种金属,不能构成原电池;②构成原电池,铁易失电子而作负极,加速被腐蚀;③是电解池,铁连接原电池正极而作阳极,加速被腐蚀,且腐蚀速率大于铁作负极;④是电解池,铁连接原电池负极而作阴极,被保护;⑤构成原电池,锌易失电子而作负极,铁作正极,铁被保护;则铁被腐蚀快慢顺序是③>②>①>⑤>④,故选A。
14. 铅蓄电池的工作原理为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,研读下图,下列判断不正确的是( )
A. K闭合时,d电极反应式:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-
B. 当电路中转移0.2 mol电子时,I中消耗的H2SO4为0.2 mol
C. K闭合一段时间后,II可单独作为原电池,d电极为负极
D. K闭合时,II中SO42-向d电极迁移
【答案】C
【解析】A.K闭合时Ⅰ为原电池,Ⅱ为电解池,Ⅱ中充电,d电极为阳极发生氧化反应,反应式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-,故A正确;B.由Ⅰ装置总反应Pb+PbO2+2H2SO4=2H2O+2PbSO4,得失电子总数为2e-,当电路中转移0.2mol电子时,Ⅰ中消耗的硫酸的量为0.2mol,故B正确;C.K闭合一段时间,也就是充电一段时间后Ⅱ可以作为原电池,由于c表面生成Pb,放电时做电源的负极,d表面生成PbO2,做电源的正极,故C错误;D.当k闭合时Ⅰ为原电池,Ⅱ为电解池,Ⅱ中c电极是阴极,d电极是阳极,SO42-向d电极迁移,故D正确;故选C。
15. 反应CH3OH (l)+ NH3(g)=CH3NH2(g)+H2O (g)在某温度自发向右进行,若反应=17kJ/mol,=17kJ/mol,则下列正确的是( )
A. △H>0, △H-T△S0, △H-T△S>0 D. △H③ D. N2的转化率:②>①>③
【答案】A
【解析】试题分析:A.①比较,用于N2的浓度增大,平衡正向移动,所以放出的热量比①多,即a < b;根据热化学方程式可知每有3mol的H2发生反应会放出热量92.4 kJ。而该反应是可逆反应,物质不能完全转化,所以②放出的热量小于92.4 kJ,因此能量变化关系是:a < b < 92.4,选项A正确;B.由于昂反映的温度相同,所以化学平衡产生就相同,③=①=②,错误;C.①、③比较就是增大压强,增大压强,平衡正向移动,所以达平衡时氨气的体积分数:①①;②、③比较,由于H2的浓度③>②,增大反应物的浓度,平衡正向移动,所以氢气的转化率③>②,故氢气的转化率是③>②>①,错误。
考点:考查可逆反应的平衡转化率、热量、物质的平衡含量的关系的知识。
20. 在反应aA+bBcC的平衡体系中,无论升高温度或增加压强,C的浓度都会增大,以下说法正确的是
A. a+bc 正反应吸热
C. a+b>c 正反应放热 D. 无法确定系数关系 正反应吸热
【答案】D
【解析】试题分析:C的浓度增大说明平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理,升温平衡向吸热方向移动,增大压强,平衡向气体体积减小方向移动,故此反应应正反应为吸热的,气体体积减小方向,当物质没有指明状态的情况下,无法确定系数关系,故选D。
考点:平衡的移动
21. 可逆反应①X(g)+2Y(g) 2Z(g)、②2M(g) N(g)+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行,反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示:
下列判断正确的是(一)
A. 反应①的正反应是吸热反应
B. 达平衡(I)时体系的压强与反应并始时体系的压强之比为14:15
C. 达平衡(I)时,X的转化率为5/11
D. 在平衡(I)和平衡(II)中M的体积分数相等
【答案】C
【解析】A、由图可知:降温由平衡(Ⅰ)向平衡(Ⅱ)移动,同时X、Y、Z的总物质的量减少,说明①平衡向右移动,正反应放热,故A错误;B、达平衡(Ⅰ)时,右边气体的物质的量不变,仍为2mol,左右气体压强相等,设平衡时左边气体的物质的量为xmol,则有:2/x=2.2/2.8,x=2×2.8/2.2=28/11mol,即物质的量减少了3-28/11=5/11mol,所以达平衡(Ⅰ)时,X的转化率为5/11;故B正确;C、平衡时,右边物质的量不变,由图可以看出达平衡(Ⅰ)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为:2/2.2=10/11,故C错误;D、由平衡(Ⅰ)到平衡(Ⅱ),化学反应②发生移动,M的体积分数不会相等的,故D错误。故选:B。
第II卷
二、填空题(本题包括6小题,共58分)
22. 绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途,某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:
(l)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知:①样品中没有Fe3+、②_______。
(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g。按下图连接好装置进行实验。
①将下列实验操作步骤正确排序_______(填标号):重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3g。
a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K1和K2
d.打开K1和K2,缓缓通入N2 e.称量A f.冷却到室温
②根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=_______(列式表示)。
(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C、D中的溶液依次为_______(填标号)。
a.品红 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba(NO3)2 e.液H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式__________。
【答案】 (1). Fe2+易被氧气氧化为Fe3+ (2). dabfce (3). (4). c、a (5). 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑
【解析】(l)亚铁离子不稳定,易被空气中氧气氧化生成铁离子,Fe2+易被氧气氧化为Fe3+ ;(2)①
实验时,为避免亚铁被氧化,应先通入氮气,冷却时注意关闭开关,防止氧气进入,冷却至室温再称量固体质量的变化,则正确的顺序为dabcfe。②直至A恒重,记为m3 g,应为FeSO4和装置的质量,则m(FeSO4)=(m3-m1),m(H2O)=(m2-m3),则n(H2O)=(m2-m3)/18、n(FeSO4)=(m3-m1)/152,结晶水的数目等于n(H2O)/n(FeSO4)=76(m2- m3)/9(m3-m1);(3)①实验后反应管中残留固体为红色粉末,说明生成Fe2O3,则反应中Fe元素化合价升高,S元素化合价应降低,则一定生成SO2,可知硫酸亚铁高温分解可生成Fe2O3、SO3、SO2,C为氯化钡,用于检验SO3,可观察到产生白色沉淀,D为品红,可用于检验SO2,品红褪色,
故选:c、a;②硫酸亚铁高温分解可生成Fe2O3、SO3、SO2,反应的化学方程式 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
23. A、B、C、D均为化学常见的纯净物,A是单质,它们之间有如下的反应关系:
(1)若B是气态氢化物,C、D是氧化物且C是造成酸雨的主要物质。B与C可反应生成A,写出该反应的化学方程式:___________________。
(2)若A是太阳能电池用的光伏材料,B为A单质的氧化物,C、D为钠盐,两种物质中钠、氧外的元素为同一主族。,写出B→C的离子方程式:__________。
(3)若B为淡黄色固体,②③反应均用到同一种液态氢化物,D物质常用于食品工业,写出B→C的化学方程式:__________。
(4)若D物质具有两性,②③反应均要用强碱溶液,④反应是通入过量的一种引起温室效应的主要气体,写出C→D的离子方程式:__________。
(5)若A是应用最广泛的金属,④反应用到A,②⑤反应均用到同一种非金属单质。写出C→D的离子方程
式:__________。
【答案】 (1). SO2+2H2S=3S↓+2H2O (2). SiO2+2OH-=SiO32-+H2O (3). 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ (4). AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-或[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+HCO3- (5). 2Fe3++Fe=3Fe2+
【解析】(1)若B是气态氢化物,C、D是氧化物且C是造成酸雨的主要物质。B与C可反应生成A,则A为S,B为H2S,C为SO2,D为SO3,SO2+2H2S=3S↓+2H2O;(2)若A是太阳能电池用的光伏材料,B为A单质的氧化物,C、D为钠盐,两种物质中钠、氧外的元素为同一主族。,写出B→C的离子方程式:SiO2+2OH-═SiO32-+H2O;(3)若B为淡黄色固体,②③反应均用到同一种液态氢化物,D物质常用于食品工业,则A为Na,B为Na2O2,C、为NaOH,D为NaHCO3,写出B→C的化学方程式:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 。(4)若D物质具有两性推断D为Al(OH)3 ,④反应是通入过量的一种引起温室效应的主要气体,说明C为偏铝酸钠NaAlO2,②③反应均要用强碱溶液,判断A为Al,B为AlCl3,单质A为Al,元素在周期表中的位置是第三周期ⅢA族,C→D的离子方程式:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-或[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+HCO3- 。(5)若A是应用最广泛的金属,推断为Fe,④反应用到A,②⑤反应均用到同一种非金属单质,推断为Cl2,C的溶液用于蚀刻印刷铜电路板,判断C为FeCl3,D为FeCl2,C的溶液用于蚀刻印刷铜电路板,C→D的离子方程式为:Fe+2Fe3+═3Fe2+。
24. 由于燃料电池汽车,尤其氢燃料电池汽车可以实现零污染排放,驱动系统几乎无噪音,且氢能取之不尽、用之不竭,燃料电池汽车成为近年来汽车企业关注的焦点。为了获得竞争优势,各国纷纷出台政策,加速推进燃料电池关键技术的研发。燃料电池的燃料选择有氢气、甲醇等。
(1)二氧化碳是地球温室效应的罪魁祸首,目前人们处理二氧化碳的方法之一是使其与氢气合成为甲醇,甲醇是汽车燃料电池的重要燃料。已知氢气、甲醇燃烧的热化学方程式如下:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-285kJ/mol ①
CH3OH(l)十O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H=-726.0 kJ/mol ②
写出二氧化碳与氢气合成甲醇液体的热化学方程式:________________。
(2)有科技工作者利用稀土金属氧化物作为固体电解质制造出了甲醇-空气燃料电池。这种稀土金属氧化物在高温下能传导O2-。
①这个电池的负极发生的反应是_____________。
②在稀土氧化物的固体电解质中,O2-的移动方向是_____________。
③甲醇可以在内燃机中燃烧直接产生动力推动机动车运行,而科技工作者要花费大量的精力研究甲醇燃料汽车,主要原因是________________。
【答案】 (1). CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+298.5 kJ·mol-1 (2). CH3OH+3O2--6e-===CO2↑+2H2O (3). 正极流向负极 (4). 燃料电池的能量转化率高
【解析】(1)2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-285kJ/mol ①,CH3OH(l)十O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H=-726.0 kJ/mol ②,依据盖斯定律①×3-②×2得到:2CO2 (g)+6H2 (g)=2CH3OH(l)+2H2O (l)△H=+597kJ/mol;热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+298.5 kJ·mol-1;(2)①甲醇一空气燃料电池中氧气得到电子发生还原反应生成氧离子,电极反应为:O2+4e-=2O2-; 甲醇在负极失电子发生氧化反应,电极反应为:CH3OH+3O2--6e-===CO2↑+2H2O;②依据电极反应分析可知原电池中阴离子移向负极,氧离子从正极流向负极移动;③原电池反应实现能量转化的高效率,燃料电池能量转化率高。
25. 碳和氮的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO (g)N2(g)+CO2(g) △H= QkJ/mol。
在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
(1)0~10min内,NO的平均反应速率V(NO)=______,T1℃,该反应的平衡常数K=________;
(2) 30 min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是______.(填字母编号)。
a.通入一定量的NO b.加入一定量的活性炭
c.加入合适的催化剂 d.适当缩小容器的体积
(3)若30 min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,则Q_____0(填“>”或“