天然氣既是高效潔淨的能源,又是重要的化工原料,在生產、生活中用途廣泛。(1)已知25℃、101kPa時,1g*...
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問題詳情:
天然氣既是高效潔淨的能源,又是重要的化工原料,在生產、生活中用途廣泛。
(1)已知25℃、101kPa時,1 g**不完全燃燒生成CO和液態水時放出37.96 kJ熱量,則該條件下反應2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)的ΔH=______kJ·mol-1
(2)**可以消除氮氧化物污染。如:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
①下列措施能夠使該反應速率加快的是______。
a.使用催化劑 b.降低温度 c.及時分離水
②若上述反應在恆容的密閉容器中進行,下列敍述中不能説明該反應已達平衡狀態的是______。
a.容器內氣體的壓強不再變化 b.混合氣體的質量不再變化
c.c(NO2) = 2c(N2) d.單位時間內生成1molCO2,同時生成2molNO2
(3)**可直接應用於燃料電池,該電池採用可傳導O2-的固體氧化物為電解質,其工作原理如圖所示:
①外電路電子移動方向:____。(填“a極到b極”或“b極到a極”)。
②b極電極反應式為______。
③若燃料電池消耗的空氣在標準狀況下的體積是5.6L(假設空氣中O2體積分數為20%),則理論上消耗**______mol。
【回答】
【*】 (1). -1214.72 (2). a (3). bc (4). a極到b極 (5). O2+4e-=2O2- (6). 0.025
【解析】
【分析】
(1)依據化學方程式計算2mol**不完全燃燒放出的熱量即可;
(2)①使用催化劑,反應速率加快,降低温度、減小生成物濃度,反應速率減慢;
②反應達到化學平衡狀態時,正逆反應速率相等,各物質濃度或百分含量保持不變;
(3)由電池示意圖可知,電池工作時,通入**的a極為電池的負極,**在a極上失電子發生氧化反應,通入氧氣的b極為電池的正極,氧氣在b極上得電子發生還原反應。
【詳解】(1)1 g**不完全燃燒生成CO和液態水時放出37.96 kJ熱量,1 g**的物質的量為mol,2mol**不完全燃燒放出的熱量為37.96 kJ×16×2mol=1214.72kJ,則該條件下反應2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)的ΔH=-1214.72 kJ·mol-1,故*為:-1214.72;
(2)①a、使用催化劑,化學反應速率加快,故正確;
b、降低温度,化學反應速率減慢,故錯誤;
c、及時分離水,生成物濃度減小,化學反應速率減慢,故錯誤;
a正確,故*為:a;
②a、該反應是一個體積體積增大反應,容器內壓強不變,説明正逆反應速率相等,反應達到平衡狀態,故正確;
b、由質量守恆定律可知,平衡前後氣體質量始終不變,所以混合氣體的質量不再變化,無法判斷是否達到平衡狀態,故錯誤;
c、c(NO2) = 2c(N2)不能説明正逆反應速率相等,無法判斷是否達到平衡狀態,故錯誤;
d、單位時間內生成1molCO2,同時生成2molNO2能説明正逆反應速率相等,反應達到平衡狀態,故正確;
bc錯誤,故*為:bc;
(3)①外電路電子的移動方向是由負極經導線向正極移動,即由a極到b極,故*為:a極到b極;
②通入氧氣的b極為電池的正極,氧氣在b極上得電子發生還原反應生成氧離子,電極反應式為O2+4e-=2O2-,故*為:O2+4e-=2O2-;
③標準狀況下的體積是5.6L空氣中氧氣的物質的量為=0.05mol,由得失電子數目守恆可知**的物質的量為=0.025mol,故*為:0.025。
【點睛】本題考查化學反應原理綜合應用,側重分析與應用能力的考查,注意反應熱的計算、影響化學反應速率的因素、化學平衡狀態的判斷、原電池原理的分析及電極反應式書寫為解答的關鍵。
知識點:電化學 膠體
題型:綜合題
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