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1、简答题 由碳棒、铁片和200mL稀H2SO4组成的原电池中,当在碳棒上共放出3.36L(标准状况)气体时,消耗铁的物质的量为______,有______个电子通过了电线.
参考答案:该电池的电池反应式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑?转移电子
? 1mol? 22.4L? 2×6.02×10 23个
? 0.15mol? 3.36L? 1.806×1023?个
?所以消耗铁的物质的量为0.15mol;有1.806×1023?个电子通过导线.
故答案为:0.15mol;1.806×1023.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是
[? ]
A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为:2Cl--2e-==Cl2↑
B.氢氧燃料电池的负极反应式:O2+2H2O+4e-==4OH-
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu-2e-==Cu2+
D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e-==Fe2+
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 甲醇燃料电池体积小巧、洁净环保、理论能量比高,已在便携式通讯设备、汽车等领域应用。某型甲醇燃料电池的总反应式2CH4O + 3O2 = 2CO2↑+ 4H2O,下图是该燃料电池的示意图。下列说法错误的是(?)

A.燃料电池将化学能转化为电能
B.a是甲醇、b是氧气
C.质子从M电极区穿过交换膜移向N电极区
D.负极反应:CH4O - 6e- + H2O = CO2↑+ 6H+
参考答案:B
本题解析:A.燃料电池是属于原电池,是将化学能转化为电能的装置。正确。B. 在N电极产生H2O,应该是通入O2的电极,在该电极发生反应:O2+4e-+4H+="2" H2O ;所以a是氧气、b是甲醇。错误。C.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,质子从正电荷较多的M电极区穿过交换膜移向负电荷较多N电极区。正确。D.在负极发生的电极反应:CH4O - 6e- + H2O = CO2↑+ 6H+。正确。
本题难度:一般
4、填空题 (12分)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ⊿H
已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键
| C—C
| C—H
| H—H
| C—O
| C≡O
| H—O
|
键能/kJ·mol-1
| 348
| 413
| 436
| 358
| 1072
| 463
|
请回答下列问题:
(1)已知CO中的C与O之间为叁键连接,该反应的⊿H = ?;
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在容积固定为2L的密闭容器内充入1molCO和2molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在250°C开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min
| 0
| 5
| 10
| 15
| 20
| 25
|
压强/MPa
| 12.6
| 10.8
| 9.5
| 8.7
| 8.4
| 8.4
|
则从反应开始到20min时,以CO表示的平均反应速率=?,该温度下平衡常数K=?,若升高温度则K值?(填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是?;
A、容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B、2v(H2)正=v(CH3OH)逆
C、容器中气体的压强保持不变?
D、单位时间内生成nmolCO的同时生成2nmolH2
(4)甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池,其工作原理示意图如右,该燃料电池的电池反应式为2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l),则负极的电极反应式为?。
参考答案:(12分) (1) -116 kJ·mol-1?(2) 0.0125 mol·L-1·min-1 , 4 , 减小
(3)AC? (4) 2 CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+
本题解析:(1)反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,所以根据反应式可知,该反应的△H=1072kJ·mol+2×436kJ·mol-3×412kJ·mol-358kJ·mol-463kJ·mol=-116kJ·mol.
(2)? CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
起始量(mol)? 1? 2? 0
转化量(mol)? x? 2x? x
平衡量(mol)? 1-x? 2-2x? x
所以有
解得x=0.5
CO表示的平均反应速率是
=0.0125 mol·L-1·min-1。该温度下平衡常数K=
;正反应是放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向进行,平衡常数减小。
(3)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,质量不变,但物质的量是变化的,所以A可以说明;B中反应速率的方向相反,但不满足速率之比是相应的化学计量数之比,不能说明;反应是体积减小的,所以压强也是减小的,C可以说明;D中反应速率的方向是相同的,速率之比是相应的化学计量数之比,因此D中的关系始终是成立,不正确,答案选AC。
(4)原电池中负极失去电子,所以甲醇在负极通入。由于质子交换膜只能允许氢离子通过,所以负极电极反应式是2 CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+。
本题难度:一般
5、选择题 关于下列各装置图的叙述中,不正确的是( )

A.装置①中,c为阳极,d为阴极
B.装置②可用于排空气法收集H2、NH3、Cl2、HCl、NO等
C.装置③中X为四氯化碳,可用于吸收氨气或氯化氢
D.装置④可用于干燥、收集氨气,并吸收多余的氨气
参考答案:A.电流由正极流向负极,则a为正极,所以c为阳极,d与负极相连为阴极,故A正确;
B.NO易与氧气反应,不能利用排空气法收集,置②可用于排空气法收集H2、NH3、Cl2、HCl,故B错误;
C.四氯化碳在下层,可起防止倒吸的作用,则装置③可用于吸收氨气或氯化氢,故C正确;
D.碱石灰干燥氨气,向下排空气收集氨气,倒扣的漏斗起防止倒吸的作用,则装置④可用于干燥、收集氨气,并吸收多余的氨气,故D正确;
故选B.
本题解析:
本题难度:一般