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6.甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的兩種反應原理是: 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的兩種反應原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H=+49.0kJ/mol
②CH3OH(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9kJ/mol
根據上述反應,下列說法正確的是(  )

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甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的兩種反應原理是,下列說法正確的是(  )
①CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+3H2(g);△H=+93.0kJ?mol-1
②CH3OH(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)+2H2(g);△H=-192.9kJ?mol-1

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甲醇是一種很好的燃料,被稱為21世紀的新型燃料.
工業上可通過H2和CO化合制備甲醇,該反應的熱化學方程式為:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H1=-116kJ?molˉ1
(1)已知:CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ?molˉ1
           H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O (g)△H3=-242kJ?molˉ1
1mol甲醇燃燒生成CO2和水蒸氣放出
651
651
kJ的熱量.
(2)在壓強為0.1MPa條件下,將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下在VL容器中制備甲醇.
①若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產率的是
BD
BD

A.升高溫度                    B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強增大   D.再充入1mol CO和3mol H2
②為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中.
實驗編號 T(℃) n(CO)/n(H2 P(MPa)
1 150 1/3 0.1
2 a 1/3 5
3 350 b 5
A.則上表中剩余的實驗條件數據:a=
150
150
、b=
1/3
1/3

B.根據反應特點,右上圖是在壓強分別為0.1MPa和5MPa下CO的轉化率隨溫度變化的曲線圖,請指明圖中的壓強P1=
0.1
0.1
MPa.
③100℃時,CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)反應的平衡常數為
4a2
V2
4a2
V2

(用含a、V的代數式表示).
(3)科學家預言,燃料電池將是21世紀獲得電力的重要途徑,而甲醇燃料電池具備甲醇燃料容易攜帶、容易存儲等優點,目前被認為將會替代傳統的電池成為攜帶型設備的主要電源.右圖是甲醇的質子交換膜型燃料電池模型.寫出其電極反應式
正極:
3O2+12e-+12H+→6H2O
3O2+12e-+12H+→6H2O

負極:
2CH4O-12e-+2H2O→12H++2CO2
2CH4O-12e-+2H2O→12H++2CO2

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甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的兩種反應原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)═CO2(g)+3H2(g);△H=+49.0kJ?mol-1
②CH3OH(g)+
1
2
O2(g)═CO2(g)+2H2(g);△H=-192.9kJ?mol-1
下列說法正確的是(  )

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甲醇燃料電池(DMFC)可用于筆記本電腦、汽車等,該燃料電池是以甲醇為燃料,氧氣為氧化劑,電解質可以是質子交換膜(可傳導氫離子),也可以是固體氧化物(可傳導氧離子),甲醇和氧氣分別在多孔金屬電極上發生反應,從而將化學能直接轉化為電能.下列敘述中錯誤的是(  )

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一、選擇題(本題包括9小題,每小題3分,共27分,每小題只有一個選項符合題意)

1. B   2.A   3.C   4.B   5.B  6.D   7.B  8.D  9. C  

二、選擇題(本題9小題,每小題4分,共36分。每小題有一個或兩個選項符合題意)

10.AD  11.C  12.BC  13.D  14.AC   15.AD  16.A D  17.C  18.D  

三、本題包括3小題,共34分)

19.(11分)NaCl+NH3+CO2+H2O = NaHCO3↓+NH4Cl(1分)

(1) 漏斗中與試管中的液面差保持不再變化或漏斗中的液面不再下降(2分)

(2)  a,  氯化氫或HCl;  否   (3分)

(3)  NH3;  CO2;  ①;       (3分)

(4)  過濾  2NaHCO3 =Na2CO3+H2O+CO2↑  (2分)

 20 . (11分)

Ⅰ. (1)酚酞(1分)     1~2滴(1分);

(2)①用干凈的玻璃棒蘸取待測液滴到pH試紙上,半分鐘后,將試紙的顏色與標準比色卡對照,讀出溶液的pH即可。(2分)   ② C(1分) 

(3)乙同學。(1分)

甲同學的實驗不能充分說明鹽酸的氫氧化鈉發生了反應,有可能是鹽酸和紅色物質反應生成了無色物質。乙同學的實驗,隨著滴加鹽酸,溶液的pH由大于7逐漸減少到7,這充分證明溶液中的氫氧化鈉因反應而消耗了;(2分)

Ⅱ. (4)29.2%;(2分)    (5)鹽酸具有揮發性。(1分)

21. (12分)

(1)銅鋅及濃鹽酸一起組成了原電池,加快了反應速率  (2分)

(2)① 否(1分); 因為H­2本身難溶于水 (1分); 

驗證方法

預測現象及結論

將銅片加入稀硫酸中,并微熱(1分)

若無氣體放出,則不含鋅等活潑金屬雜質;

若有氣體則有鋅等雜質(1分)

(3)(任選一種方法即可)

驗證方法

預測現象及結論

向白色沉淀中加入稀HNO3等強氧化劑(1分)

溶液變藍色,說明是一價銅(1分)

向氯化亞銅懸濁液中加入氯化鉀溶液(1分)

如白色沉淀消失且得無色溶液,則原溶液為氯化亞銅,否則不是(1分)

(4) (2分);

加水稀釋后,<K,平衡向生成CuCl(s)的方向移動 (2分)

四、(本題包括3小題,共34分)

22. (10分) (1)

    (2)II因為濾液A是偏鋁酸鈉和氫氧化鈉溶液,按途徑I直接向A中加入鹽酸得到的AlCl3溶液中含有大量的氯化鈉雜質;按途徑II通入二氧化碳氣體,得Al(OH)3沉淀,將Al(OH)3溶解于鹽酸中得到的是純凈的AlCl3溶液。所以途徑II合理。

(3)蒸發濃縮、冷卻結晶    

(4)

(5)不合理     因為該方案操作步驟多、時間長,消耗試劑量大

(除(4)、(5)中第一個空每空1分以外,其余每空2分)

23、(共11分)

(1)BaSO4(s)+4C(s)= BaS(s)+4CO(g)  H=+571.2 kJ•mol-1 (2分) 

(2)S2- + H2O  HS + OH(2分)

(3)計算過程 :設每次用1.00L 2.0 mol•L1飽和Na2CO3溶液能處理xmol BaSO4

     BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-

        (2.0-x) mol•L1     x mol•L1

      == 0.042   (2分)

X = 0.081(0.084也給分)  (1分);

處理次數 = 0.2mol/0.081mol=2.5(1分)(2.38也給分)。   

答:至少處理3次    (1分)

(4)節能,環保 (各1分,共2分。合理答案就可得分)

24.(共13分)

(1)0.15(2分)    2(1-1/a)   (3分) (2)N2+6e-+6H+=2NH3 (2分)

 (3)N2 (1分)  生成NO的反應為放熱反應,升高溫度轉化率下降 (2分)

      進一步與NO反應生成硝酸(1分)

(4) NO+NO2+H2O=2HNO2;(1分)  CO (NH2)2+2HNO2=CO2+2N2+3H2O(1分)

五、(本題包括1小題,9分)

25.(9分)

(1)羧基、羥基(2分)

(2)(2分)

(3)消去反應;NaOH(或Na2CO3等其它合理答案)(2分)
(4)1、4

(5)  (1分)

 

六、選擇題(本題包括2小題,每小題10分)

26. (10分)

(1)醛比酮容易發生該反應;

苯基酮極難發生該反應;

羰基所連的碳上氫原子越少或取代基越多或取代基的碳原子數越多,越難反應;

取代基為兩個乙基時,難以發生該反應。 (各1分,任寫三條) 

(2) HCl、NaOH(或Na2CO3、Cl2能降低NaHSO3濃度的試劑 )(2分)

   (3)①(CH3)2CHCOCH3 + 3Cl2 + 3NaOH → (CH3)2CHCOCCl3 + 3NaCl + 3H2O(2分)

②(CH3)2CHCOONa(1分)

(4) 氧化還原反應 (氧化反應、還原反應、歧化反應 )(1分)

     萃取(或蒸餾)(1分)

27. (1)MgO>CaO>NaCl>KCl  (2分) 

(2) ①1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar] 3d104s1 (1分)    C(1分)

②  水的熔、沸點較高,結冰時密度減小(2分)

③正四面體(2分)

   (3)B

 

 

 

 


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