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题文

(11分)右图为常用笔记本电脑所用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。电池总反应为2CH3OH+3O22CO2+4H2O。(已知甲醇的标准燃烧热为-725.76kJ ·mol-1


(1)该装置中    (填a或b)为电池的负极,其电极反应为                           
(2)已知任何反应都具有一定的可逆性。该甲醇质子交换膜燃料电池在实际工作中,各反应物、生成物均以气态的形式存在且反应也具有一定可逆性,即其反应原理可表示为2CH3OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g),试写出该条件下反应的平衡常数表达式K=               ; 在电脑的使用过程中,电池的温度往往因为各种原因会升高,试判断温度升高时该反应的平衡常K将          (填增大、减小、不变),其反应的正反应速率将       (填增大、减小、不变);逆反应速率将         (填增大、减小、不变);温度升高      (填有利或不利于)电池将化学能转化为电能。
(3)又已知在该条件下H2O(l)=H2O(g)ΔH=+akJ·mol-1;CH3OH(l)= CH3OH(g) ΔH=+b kJ·mol-1。若常温下一定量的甲醇完全燃烧生成液态水释放出了1451.52 kJ的能量,则等质量的甲醇利用图示装置理论上可提供           mol电子的电量。

科目 化学   题型 填空题   难度 较难
知识点: 化学电源新型电池
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“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:(系数按顺序填在答题卷上)
___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4→____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2O
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:

实验组
温度℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
6
2
900
2
1
0.4
1.6
3
3
900
a
b
c
d
t

①实验1中以v (CO2)表示的反应速率为(取小数二位,下同)。
②该反应为(填“吸”或“放”)热反应,实验2条件下平衡常数K=
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l)ΔH =-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
⑷某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应为
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为

图中X、Y、Z为单质,其他为化合物,它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中,A俗称磁性氧化铁;E是不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应。
回答下列问题:
(1)组成单质X的元素在周期表中的位置是;M中存在的化学键类型为
(2)一定条件下,Z与H2反应生成ZH4的结构式为
(3)已知A与1molAl反应转化为X时(所有物质均为固体)。放出aKJ热量。写出该反应的热化学方程式:
(4)写出M和D的稀溶液反应生成R的离子方程式:
(5)向含4mol D的稀溶液中,逐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种,请在坐标系中画出n(X2+)随n(X)变化的示意图,并标出n(X2+)的最大值。

某澄清透明溶液中,可能含有NH4+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Br、SO42—、NO3、CO32—等离子的一种或几种,进行下列实验:

根据实验结果回答:
⑴溶液中肯定有的离子是___________。
⑵判断待测溶液中有无CO32—,并说明理由________________________________。
⑶沉淀B肯定有什么物质___________,生成淡黄色沉淀的离子方程式 ___________。

现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:

元素编号
元素性质或原子结构
T
能形成双原子气体分子,原子中有三个单电子
X
核外有5个能级,最高能级上只有1个电子
Y
最外层电子数是次外层电子数2倍
Z
最高正价为+7价

(1)写出元素Z的离子结构示意图__________。另有某元素M在地壳中的含量仅次于X,写出其+2价阳离子的电子排布式
(2)X的硫酸盐与过量氢氧化钡反应的离子反应方程式为__________。
(3)COZ2俗称光气,其中碳氧原子之间的共价键有个σ键,个π键
(4)TH3的空间构型为     (填“难”或“易”)溶于CCl4

某化学兴趣小组对“农夫山泉”矿泉水进行检测时,发现1.0 L该矿泉水中含有45.6 mgMg2+,则Mg2+的物质的量浓度为

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