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1、选择题 日本茨城大学研制了一种新型的质子交换膜二甲醚燃料电池(DDFC),该电池有较高的安全性。电池总反应为:CH3OCH3 +3O2=2CO2 +3H2O ,电池示意如图,下列说法不正确的是:

A.a极为电池的负极
B.电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极
C.电池正极的电极反应为:4H+ ?+ O2 + 4e- = 2H2O
D.电池工作时,1mol二甲醚被氧化时就有6mol电子转移
参考答案:D
本题解析:由总反应可知,氧气得电子,做正极,二甲醚失电子,做负极,电子经导线流向b极,电流方向恰好相反,由b极流向a极。
氧气在正极得电子时,结合自负极提供的质子,即:4H+ ?+ O2 + 4e- = 2H2O
由总反应可看出,1mol二甲醚被氧化时就有12mol电子转移
故选项D符合题意
本题难度:一般
2、填空题 (15分)氨在国民经济中占有重要地位。请回答有关氨的下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)?? △H=+akJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4
NO(g)+6H2O(g)? △H=-bkJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H20(g)??? △H=-ckJ/mol
???????则N2(g)+3H2(g)?????? 2NH3(g)的△H=?????????;
(2)在一定温度下,将3molN2气体和7molH2气体通入到体积为1L的密闭容器中。当反应达到平衡时,容器内气体的压强为起始时的80%,则其平衡常数为????????。改变下列条件,能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是?????????;
①增大压强????????????????????? ②增大反应物质的浓度
③使用催化剂??????????????????? ④降低温度
(3)可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气,如果漏气则会有白烟(成份为氯化铵)生成。该反应的化学方程式为??????????????????????????????;
(4)工业生产氨水的物质的量浓度为20mol/L,实验室若需用80mL浓度为5mol/L的氨水时,需取20mol/L的氨水??????????mL(用100mL的容量瓶)。假如该氨水的pH=a,加入相同体积的盐酸时,两溶液恰好反应,则此盐酸的pH??????14-a(填“大于”“小于”或“等于”)。
参考答案:(1)a+b/2-3c/2 kJ/mol(3分)
(2
本题解析:略
本题难度:一般
3、填空题 (14分)(Ⅰ)如图所示:
(1)若开始时开关K与a连接,则铁发生电化学腐蚀中的________腐蚀。请写出正极反应式 。
(2)若开始时开关K与b连接时,两极均有气体产生,则N端是电源的 极(填正或负)则总反应的离子方程式为 。

(Ⅱ)用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
(1)X极与电源的_____(填“正”或“负”)极相连,氢气从_____(填“A、B、C或D”)口导出。
(2)已知离子交换膜只允许一类离子通过,则M为________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。
(3)若制得标准状况下5.6 L氧气,则生成氢氧化钾的质量是____________。
参考答案:(1)吸氧(2分) O2
本题解析:
试题分析:(Ⅰ)(1)若开始时开关K与a连接,则构成原电池,铁是负极,石墨是正极,由于是氯化钠溶液,因此铁发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,其中正极反应式为O2 + 4e- +2H2O =4OH-。
(2)若开始时开关K与b连接时,两极均有气体产生,这说明此时是电解池,铁是阴极,溶液中的氢离子放电,而石墨是阳极,溶液中的氯离子放电,实验N端是电源的负极,总反应的离子方程式为2Cl- + 2H2O
Cl2↑+2OH-+H2↑。
(Ⅱ)(1)题图中左边加入含硫酸的水,右侧加入含KOH的水,说明左边制硫酸,右边制备KOH溶液,氢氧根离子在阳极放电,同时电解后溶液呈酸性,氢离子在阴极放电,同时电解后溶液呈碱性,则X为阳极,Y为阴极,所以X连接电源正极;Y电极上氢离子放电生成氢气,所以氢气从C口导出。
(2)OH-在阳极发生氧化反应,使左边溶液中H+增多,为了使溶液呈电中性,硫酸钾溶液中的SO42-通过M交换膜向左边迁移,即M为阴离子交换膜。
(3)标准状况下5.6L氧气的物质的量是5.6L÷22.4L/mol=0.25mol,则根据电极反应式4OH--4e-
本题难度:一般
4、选择题 当电解质溶液为氢氧化钾水溶液的氢氧燃料电池电解饱和碳酸钠溶液一段时间,假设电解时温度不变且用惰性电极,下列说法正确的是????????????????????????????????????????
A.电池的正极反应式为:O2十2H2O十4e-=4OH-
B.当电池负极消耗mg气体时,电解池阳极同时有mg气体生成
C.电解后c(Na2CO3)变小
D.电池中c(KOH)不变;电解池中溶液pH变大
参考答案:A
本题解析:
试题分析:燃料电池正极发生还原反应,A正确;负极为氢气放电,当消耗mg气体时,则转移了m mol电子,电解池阳极为氢氧根离子在放电,此时生成m/4 mol氧气,则8mg,B错;电解饱和碳酸钠溶液,实则电解水,碳酸钠的浓度不变,C错;电池中KOH的浓度变小,D错。
点评:电解池是历年高考常考知识点,注重考查学生分析问题、解决问题的能力。近年来常以新型电解池进行考查。
本题难度:一般
5、填空题 (本题共8分)
水煤气法制甲醇工艺流程框图如下

(注:除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成)
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。①此反应的化学平衡常数表达式为?????????????????????;
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是?????????????????????。
A.加入C(s)
B.加入H2O(g)
C.升高温度
D.增大压强
(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:
CH4 (g)+3/2O2 (g)
CO (g)+2H2O (g) +519KJ。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)
① X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是?????(填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是?????????????????????????????????????????。
(3)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g) + CO(g)
CH3OH(g)+181.6kJ。T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
| H2
| CO
| CH3OH
|
浓度/(mol·L-1)
| 0.2
| 0.1
| 0.4
①比较此时正、逆反应速率的大小:v正????????v逆(填“>”、“<”或“=”)。 ②若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10 min后达到平衡,此时c(H2)=0.4 mol·L-1、c(CO)=0.7 mol·L-1、则该时间内反应速率v(CH3OH) =????????????mol·(L·min)-1。 (4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是??????????????????????????????????。
参考答案:(1)① 本题解析:(1)①平衡常数是指在一定条件下,可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,因此平衡常数表达式为 。 ②碳是固体,增加碳的质量平衡不移动。增大水蒸气的浓度,平衡向正反应方向移动,碳的转化率增大。正反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,转化率增大。反应是体积增大的,所以增
本题难度:一般
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