題目列表(包括答案和解析)
能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應用前景。(注:“原子經濟性”是指,在化學品合成過程中,合成方法和工藝應被設計成能把反應過程中所用的所有原材料盡可能多的轉化到最終產物中)
(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應合成甲醇
反應I: CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
反應II: CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
上述反應符合“原子經濟”原則的是: (填“I”或“Ⅱ”)。
(2)已知在常溫常壓下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH = -1275.6 kJ·mol-1
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH = -566.0 kJ·mol-1
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ·mol-1
請寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式
______________________________________________________________
(3)甲醇—空氣燃料電池,電解質溶液是:20%~30%的KOH溶液。請寫出甲醇—空氣燃料電池放電時正極的電極反應式。Ks5u
。
(4)右圖是一個電化學過程示意圖。
① 鋅片上發(fā)生的電極反應式為 。
② 假設使用甲醇—空氣燃料電池作為本過程中的電源,銅片的質量變化96g,則燃料電池理論上需要 mol甲醇。
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I、(1)能量之間可以相互轉化:電解食鹽水制備Cl2是將電能轉化為化學能,而原電池可將化學能轉化為電能。設計兩種類型的原電池,探究其能量轉化效率。
限選材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);銅片,鐵片,鋅片和導線。
① 完成原電池的甲裝置示意圖(見右圖),并作相應標注。
要求:在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素。
② 以銅片為電極之一,CuSO4(aq)為電解質溶液,只在一個燒杯中組裝原電池乙,工作一段時間后,可觀察到負極 。
③ 甲乙兩種原電池中可更有效地將化學能轉化為電能的是 ,其原因是 。
(2)根據犧牲陽極的陰極保護法原理,為減緩電解質溶液中鐵片的腐蝕,在以上的材料中應選 作陽極。
II、電化學法制氫過程的示意圖如右。反應池中反應物的流向采用氣、液逆流方式,其目的是____________________;反應池中發(fā)生反應的化學方程式為________________。反應后的溶液進入電解池,電解總反應的離子方程式為____________________________________。
III、通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量,其工作原理示意圖如下:
①Pt電極上發(fā)生的是 反應(填“氧化”或“還原”)。
②寫出NiO電極的電極反應式: .
電池是應用廣泛的能源。
(1)設計兩種類型的原電池,比較其能量轉化效率。
限選材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);銅片,鐵片,鋅片和導線。
①完成原電池甲的裝置示意圖(見右圖),并作相應標注。
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要求:在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素。
②以銅片為電極之一,CuSO4(aq)為電解質溶液,只在一個燒杯中組裝原電池乙。
③甲、乙兩種原電池中乙的能量轉化效率較低,其原因是 。
(2)Al-AgO電池可作用水下動力電源,其原理如圖所示。其中的隔膜屬于 (填“陰”或“陽”)離子交換膜。該電池反應的化學方程式為:2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O,寫出該電池正負極電極反應:負極 ,正極 。
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