熔融碳酸盐燃料电池(MCFS),发明于1889年。现有一个碳酸盐燃料电池,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质,操作温度为650℃,在此温度下以镍为催化剂,以煤气(CO、H2的体积比为1:1)直接作燃料,其工作原理如图所示。
请回答下列问题:
(1)B极为_________极,发生_________(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)电池总反应为___________________________________________。
(3)以此电源电解足量的CuSO4溶液,阳极产生气体0.56 L(已换算为标况),则阴极产物的质量为 g。
(4)电池中的电解质碳酸钠形成的水溶液体系不能用带玻璃塞的试剂瓶保存,其原因是 (用化学方程式表示)
12分)判断下列过程的熵变的正负(填“>0”或“<0”)
(1) 溶解少量蔗糖于水中, △S__________;
(2) 纯碳和氧气反应生成 CO(g), △S__________;
(3) 液态水蒸发变成水蒸气, △S____________;
(4) CaCO3(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g),△S____________。
美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池,其构造如图所示;两个电极均由多孔性碳制成,通入的气体由孔隙中逸出,并在电极表面放电。
(1)a极是极,b极是极,电极
反应式分别为,。
(2)飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供。已知这种电池发1度电时能生成350g水,试计算能量转化率。[2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)+572kJ]
(3)这种电池的输出电压为1.2V。要使标有1.2V,1.5W的小灯泡连续发光0.5h,应消耗标准状况下的H2多少升?
(4)氢气是燃料电池最简单的燃料,虽然使用方便,却受到价格和来源的限制。常用的燃料,往往是某些碳氢化合物,如甲烷(天然气)、汽油等。请写出将图中H2换成CH4时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式:。此时电池内总的反应方程式为。
下列三个反应在某密闭容器中进行:
反应① Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)△H1=" a" kJ·mol-1
反应② 2CO(g)+O2(g)2CO2(g)△H2=" b" kJ·mol-1
反应③ 2Fe(s)+O2(g)2FeO(s)△H3
(1)则△H3=(用含a、b的代数式表示)
(2)已知500℃时反应①的平衡常数K=1.0,在此温度下2L密闭容器中进行反应①,Fe和CO2的起始量均为2.0mol,达到平衡时CO2的转化率为
(3)将上述平衡体系升温至700℃,再次达到平衡时体系中CO的浓度是CO2浓度的两倍,则
a0(填“>”、“<”或“=”)。为了加快化学反应速率且使体系中CO的物质的量增加,其它条件不变时,可以采取的措施有(填序号)。
A.缩小反应器体积 | B.再通入CO2 |
C.升高温度 | D.使用合适的催化剂 |
(4)最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氮的固定——氨的电解法合成,大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为:。则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入极(填“正”、“负”、 “阴” 或“阳”);在另一电极通入N2,该电极反应式为。
(5)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显___________性(填“酸”“碱”或“中”), 可推断a 0.01(填大于、等于或小于)。
乙烯是重要的化工基础原料。用乙烯合成光学树脂CR-39单体的过程如下:
已知:i.CR-39单体结构简式是:
ii.酯与醇有如下反应:
(1)乙烯转化为A的反应类型是_______,B中官能团名称是_______。
(2)在D、E的分子中,都只有一种化学环境的氢原子。
① D的结构简式是_______。
② E为五元环状化合物,E与CH3OH反应的化学方程式是_______。
(3)G与足量NaOH溶液反应的化学方程式是_______。
(4)F的一种同分异构体K,其分子中不同化学环境的氢原子个数比是3∶1∶1∶1,且能与NaHCO3反应。
① K能发生消去反应,生成的有机物的结构简式是_______。
② K在一定条件下合成高分子化合物的化学方程式是_______。
(5)下列有关C的叙述正确的是(填写序号)_______。
a.能与乙酸发生酯化反应
b.能与乙醇发生酯化反应
c.1 mol C最多能与2 mol Na反应
d.C的同分异构体不能发生银镜反应
脱硫技术能有效控制SO2对空气的污染。
(1)向煤中加入石灰石可减少燃烧产物中SO2的含量,该反应的化学方程式是_______。
(2)海水呈弱碱性,主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-、HCO3-等离子。含SO2的烟气可利用海水脱硫,其工艺流程如下图所示:
①向曝气池中通入空气的目的是_______。
②通入空气后曝气池中海水与天然海水相比,浓度有明显不同的离子是_______。
a.Cl- b.SO42- c.Br- d.HCO3-
(3)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示。(电极材料为石墨)
①图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)_______极,C口流出的物质是_______。
②SO32-放电的电极反应式为_______。
③电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因_______。