天津高考化學(xué)二輪-化學(xué)反應(yīng)與能量變化-專項(xiàng)培優(yōu)-易錯(cuò)-難題-資料下載頁(yè)
2025-04-02 00:25本頁(yè)面
【正文】 CO2CO達(dá)到平衡所需時(shí)間/min165024529001233900abcdt①實(shí)驗(yàn)1中，以v(H2)表示的平均反應(yīng)速率為___；②該反應(yīng)的正反應(yīng)為___ (填“吸”或“放”)熱反應(yīng)；③若要實(shí)驗(yàn)3達(dá)到與實(shí)驗(yàn)2相同的平衡狀態(tài)(即各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)分別相等)，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是___（用含a、b的數(shù)學(xué)式表示)?！敬鸢浮?l0OH =CO32 +7H2O L1min1 放 a∶b=1∶2(或b=2a) 【解析】【分析】(1)利用蓋斯定律，將(①+②)，即得反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(1)的△H。(2)將兩個(gè)石墨電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構(gòu)成甲烷燃料電池。其負(fù)極為CH4失電子的產(chǎn)物與OH反應(yīng)最終生成CO32和水。(3)①由反應(yīng)式可以看出，生成H2的物質(zhì)的量與CO2相同，根據(jù)速率計(jì)算公式可以計(jì)算出v(H2)；②通過(guò)表中兩組數(shù)據(jù)求出不同溫度下轉(zhuǎn)化率，比較改變溫度時(shí)轉(zhuǎn)化率的變化判斷化學(xué)平衡移動(dòng)的方向，判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)；③根據(jù)等效平衡原理解答?！驹斀狻?1)①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(1) △H1=；②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=566kJ/mol；利用蓋斯定律，將(①+②)，即得反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(1)的△H=；故答案為：；(2)負(fù)極為CH4失電子的產(chǎn)物與OH反應(yīng)最終生成CO32和水，電極反應(yīng)式為CH48e +l0OH=CO32+7H2O；故答案為：CH48e +l0OH =CO32+7H2O；(3)①由反應(yīng)式可以看出，生成H2的物質(zhì)的量與CO2相同，則實(shí)驗(yàn)1中，v(H2)== L1min1；故答案為：L1min1；②實(shí)驗(yàn)1中CO的轉(zhuǎn)化率為：100%=40%，實(shí)驗(yàn)2中CO的轉(zhuǎn)化率為：100%=20%，溫度升高，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低，平衡向逆向移動(dòng)，逆向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，所以正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)；故答案為：放；③若要實(shí)驗(yàn)3達(dá)到與實(shí)驗(yàn)2相同的平衡狀態(tài)(即各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)分別相等)，因?yàn)榉磻?yīng)3達(dá)平衡的時(shí)間短，反應(yīng)速率快，反應(yīng)3相當(dāng)于反應(yīng)2加壓，但平衡不移動(dòng)，所以a、b的比值不變，即a、b應(yīng)滿足的關(guān)系為a∶b=1∶2(或b=2a)；故答案為：a∶b=1∶2(或b=2a)。【點(diǎn)睛】對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應(yīng)，同等程度改變反應(yīng)物或生成物濃度，平衡不發(fā)生移動(dòng)，各物質(zhì)的百分含量不變，但若各物質(zhì)的改變倍數(shù)不等，則平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)。15．一種甲醇燃料電池采用鉑作電極催化劑,電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過(guò)。其工作原理的示意圖:請(qǐng)回答下列問題:（1）Pt(a)電極反應(yīng)為________。如果該電池工作時(shí)電路中通過(guò)2mol電子,則消耗的CH3OH有________mol。（2）鎂燃料電池在可移動(dòng)電子設(shè)備電源和備用電源等方面應(yīng)用前景廣闊。圖3為“鎂—次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖,電極為鎂合金和鉑合金。E為該燃料電池的________(填“正”或“負(fù)”)極。F電極上的電極反應(yīng)式________。（3）乙醛酸(HOOC—CHO)是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對(duì)電解法”生產(chǎn)乙醛酸,原理如圖4所示,該裝置中陰、陽(yáng)兩極為惰性電極,兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸,其中乙二醛(OHC—CHO)與M電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。①N電極上的電極反應(yīng)式為________。②若2molH+通過(guò)質(zhì)子交換膜,并完全參與了反應(yīng),則該裝置中生成的乙醛酸為________mol?！敬鸢浮緾H3OH+H2O6eCO2↑+6H+ 負(fù) ClO+2e－+H2OCl+2OH－ HOOC—COOH+2e－+2H+=HOOCCHO+H2O 2 【解析】【分析】(1)燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極，負(fù)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子規(guī)律進(jìn)行計(jì)算；(2)由示意圖可知，“鎂﹣次氯酸鹽”燃料電池中失電子的為負(fù)極，則鎂合金為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg2e＋2OH===Mg(OH)2，鉑合金為正極，正極上ClO﹣得電子生成氯離子，則正極的電極反應(yīng)式為ClO﹣+2e﹣+H2O===Cl﹣+2OH﹣；(3)根據(jù)H+的移動(dòng)方向可知，M電極是陽(yáng)極，Cl在陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成Cl2，電極反應(yīng)式為2Cl2e===Cl2↑，N電極為陰極，HOOCCOOH在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成HOOCCHO，電極反應(yīng)式為HOOCCOOH+2e+2H+===HOOCCHO+H2O?！驹斀狻?1)由裝置圖可知，電解質(zhì)溶液為酸性溶液，燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極，則Pt(a)是負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH3OH+H2O6eCO2↑+6H+，根據(jù)電極方程式可知，電路中通過(guò)2mol電子時(shí)，消耗的CH3OH的物質(zhì)的量為mol，故答案為：CH3OH+H2O6eCO2↑+6H+；；(2)由示意圖可知，“鎂﹣次氯酸鹽”燃料電池中，E為鎂合金，為燃料電池的負(fù)極，F(xiàn)為鉑合金，為正極，正極上ClO﹣得電子生成氯離子，則正極的電極反應(yīng)式為ClO﹣+2e﹣+H2O===Cl﹣+2OH﹣，故答案為：負(fù)；ClO＋2e＋H2O===Cl＋2OH；(3)①N電極為電解池的陰極，HOOCCOOH在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成HOOCCHO，電極反應(yīng)式為HOOCCOOH+2e+2H+===HOOCCHO+H2O，故答案為：HOOCCOOH+2e+2H+===HOOCCHO+H2O；②2mol H+通過(guò)質(zhì)子交換膜，則電池中轉(zhuǎn)移2mol電子，根據(jù)電極方程式HOOCCOOH+2e+2H+===HOOCCHO+H2O，可知陰極生成1mol乙醛酸；陽(yáng)極（M極）電極反應(yīng)式為2Cl2e===Cl2↑，乙二醛與Cl2的反應(yīng)為Cl2+OHC—CHO+H2O===HOOC—CHO+2HCl，根據(jù)題意和陰、陽(yáng)極得失電子相等，陽(yáng)極也生成1mol乙醛酸；由于兩極均有乙醛酸生成，所以生成的乙醛酸為2mol，故答案為：2?！军c(diǎn)睛】本題考查了電化學(xué)原理的應(yīng)用，把握原電池原理和電解池原理以及電解過(guò)程中的計(jì)算是解答關(guān)鍵。
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