被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点.右图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒.当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流.试回答下列问题:
(1) 写出氢氧燃料电池工作时正极电极反应方程式:
___________ 。
(2)如果该氢氧燃料电池每转移0.1mol电子,消耗标准状况下_______L氧气。
(3) 若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时,负极反应式为_______。 电池总离子反应方程式为___________________________。
C、N、O、Al、Si、Cl、Fe是七种常见元素
(1)N元素位于周期表第周期,第族,C元素的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是。
(2)用“>”、“<”或“= ”填空:
离子半径 |
得电子能力 |
酸性 |
金属性 |
O2―Al3+ |
16O18O |
H2CO3HNO3 |
FeAl |
(3)SiO2及硅酸盐在自然界广泛存在,在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。高岭土[Al2(Si2O5)(OH)4]改写成氧化物的形式为。
(4)ClO2常用于水的净化,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。写出该反应的离子方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目。
(5)将铝片(表面除去氧化膜)与碳棒用导线连接后插入稀NaOH溶液中可以构成原电池,电池正极为,电池负极反应的电极方程式为。
(8分)氨的合成是最重要的化工生产之一。
(1)工业上可用甲烷与水反应得到合成氨用的H2:其热化学反应方程式为
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H4,已知有关反应的能量变化如下图所示:
则△H4=______________(用a、b、c表示)
(2)在2个恒压的密闭容器中,同温度下、使用相同催化剂分别进行反应:
3H2(g)+N2(g)2NH3(g),按不同方式投入反应物,保持恒温,反应达到平衡时有关数据为:
容 器 |
甲 |
乙 |
反应物投入量 |
3 mol H2、2 mol N2 |
6 mol H2、4mol N2 |
达到平衡的时间(min) |
t |
5 |
平衡时N2的浓度(mol·L-1) |
3 |
c |
①甲容器达到平衡所需要的时间t5min(填“>”、“<”或“=”,下同);乙容器达到平衡时N2的浓度c3 mol·L-1。
②下图中虚线为该反应在使用催化剂条件下,关于起始N2与H2投料比和H2平衡转化率的关系图。当其他条件完全相同时,用实线画出不使用催化剂情况下H2平衡转化率的示意图。
(8分)碳的化合物与人类生产、生活密切相关。
I.工业上先将煤转化为CO,再利用CO和水蒸气反应制H2时,发生以下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
(1)向1L恒容密闭容器中充入CO(g)和H2O(g),t℃时测得部分数据如下表。
T/min |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
n(H2O)/mol |
1 |
0.8 |
0.65 |
0.6 |
0.6 |
n(CO)/mol |
0.8 |
0.6 |
0.45 |
0.4 |
0.4 |
则该温度下反应的平衡常数K=________。
(2)相同温度下,若向该容器中充入l molCO、x molH2O(g)、y molCO2、2 molH2,此时v(正)=v(逆),则x、y的关系式是________________。
II.在一恒温、恒容密闭容器中发生反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),△H
则△H_____0,(填“>”、“<”);缩小容器容积,平衡向_______(填“左”或“右”)移动,△H________(填“增大”、“减少”或“不变”,下同),混合气体的密度_________。
(8分)已知下表为25℃时某些弱酸的电离平衡常数;下图表示常温时,稀释CH3COOH、HC1O两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化。
(1)图像中,曲线Ⅰ表示的酸是____(填化学式);起始时,c(CH3COOH)_____c(HClO)(填“>”、“<”、“=”)。
(2)a、b、c三点中,水的电离程度由大到小的顺序是___________(用编号表示)。
(3)25℃时,NaClO溶液的水解平衡常数Kh=_______________。
(4)向NaClO溶液中通入少量CO2的离子方程式为____________________。
(9分)将反应IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O设计成如图所示的原电池。
(1)开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸,电流计指针向右偏转,此时甲池中发生的电极反应式为____________,工作过程中关于电流计的读数,下列说法正确的是_______(填编号)
a.电流计读数逐渐减小b.电流计读数有可能变为0
c.电流计读数一直不变d.电流计的读数逐渐增大
(2)如果在加浓硫酸前,甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液,则溶液变蓝的烧杯是_____(填“甲”、“乙”)。
(3)工作一段时间后,如果再向甲烧杯滴入浓NaOH溶液,此时乙池中发生的电极反应式为_______,电流计指针向_____(填“左”、“右”)偏转。