甲烷作為一種新能源在化學領域應用廣泛,請回答下列問題:
(1)高爐冶鐵過程中,甲烷在催化反應室中產生水煤氣(CO和H2)還原氧化鐵,有關反應為:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+260 kJ·mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566 kJ·mol-1
則CH4與O2反應生成CO和H2的熱化學方程式為_______________________________
(2)如下圖所示,裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質溶液為KOH溶液),通過裝置Ⅱ實現鐵棒上鍍銅。
①a處應通入________(填“CH4”或“O2”),b處電極上發(fā)生的電極反應式是______________________________
②電鍍結束后,裝置Ⅰ中溶液的pH________(填寫“變大”“變小”或“不變”,下同),裝置Ⅱ中Cu2+的物質的量濃度________;
③電鍍結束后,裝置Ⅰ溶液中的陰離子除了OH-以外還含有________(忽略水解);
④在此過程中若完全反應,裝置Ⅱ中陰極質量變化12.8 g,則裝置Ⅰ中理論上消耗甲烷________L(標準狀況下)。
(1)2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)
ΔH=-46 kJ·mol-1
(2)①CH4 O2+2H2O+4e-=4OH-、谧冃
不變、跜O ④1.12
【解析】(1)根據蓋斯定律,將第一個熱化學方程式乘以2,與第二個相加得2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH=-46 kJ·mol-1。
(2)由于Fe棒上鍍Cu,則Cu棒發(fā)生氧化反應,作陽極,b電極作正極,a電極作負極,CH4在a處通入,O2在b處通入,由于KOH作電解質溶液,則b極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-;電鍍過程中電解質溶液不參與電極反應,各離子濃度均不變;CH4燃料電池中的化學方程式為CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,可得溶液中存在CO,再由電子守恒得CH4~4Cu,則12.8 g Cu的物質的量為0.2 mol,消耗CH4為=0.05 mol,在標準狀況下的體積為0.05 mol×22.4 L·mol-1=1.12 L。
科目:高中化學 來源:2014年高考化學蘇教版一輪復習專練2 阿伏加德羅常數的判斷練習卷(解析版) 題型:選擇題
設NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是( )。
A.常溫常壓下,17 g甲基(—14CH3)所含的中子數為9 NA
B.標準狀況下,11.2 L苯中含有的碳碳雙鍵數為1.5 NA
C.42.0 g乙烯和丙烯的混合氣體中含有的碳原子數為3 NA
D.1 mol氯氣與氫氧化鈣溶液完全反應生成氯化鈣和氯酸鈣,轉移的電子數為6 NA
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科目:高中化學 來源:2014年高中化學魯科版選修四第3章 物質在水溶液中的行為練習卷(解析版) 題型:選擇題
常溫下,將0.1 mol·L-1氫氧化鈉溶液與0.06 mol·L-1硫酸溶液等體積混合,該混合溶液的pH等于( )
A.1.7 B.2.0C.12.0 D.12.4
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科目:高中化學 來源:2014年高中化學魯科版選修四第1章 化學反應與能量轉化練習卷(解析版) 題型:選擇題
把等物質的量的Na2SO4、NaCl、AgNO3混合物放入足量水中,經充分攪拌后,將
所得溶液用石墨電極進行電解,陽極生成的物質是( )
A.H2 B.AgC.Cl2 D.O2
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科目:高中化學 來源:2014年高中化學魯科版選修四第1章 化學反應與能量轉化練習卷(解析版) 題型:選擇題
在生產和生活中,人們廣泛利用著化學反應釋放的能量。下列說法正確的是( )
A.物質發(fā)生化學變化并不一定都伴隨著能量變化
B.用實驗方法和理論方法研究反應熱的化學稱為熱化學
C.有能量變化的都是化學變化
D.任何反應中的能量變化都表現為熱量變化
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科目:高中化學 來源:2014年高中化學蘇教版選修四模塊綜合檢測練習卷(解析版) 題型:選擇題
[雙選題]為了配制NH與Cl-濃度比為1∶1的溶液,可在NH4Cl溶液中加入( )
A.適量的HCl B.通適量氨氣
C.適量的氨水 D.適量的NaOH
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科目:高中化學 來源:2014年高中化學蘇教版選修四模塊綜合檢測練習卷(解析版) 題型:選擇題
某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質傳遞H+,其基本結構如圖,電池總反應可表示為:2H2+O2=2H2O,下列有關說法正確的是( )
A.電子通過外電路從b極流向a極
B.b極上的電極反應式為: O2+2H2O+4e-=4OH-
C.每轉移0.1 mol電子,消耗1.12 L的H2
D.H+由a極通過固體酸電解質傳遞到b極
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科目:高中化學 來源:2014年高中化學蘇教版選修四專題3 溶液中的離子反應練習卷(解析版) 題型:選擇題
莫爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]常作氧化還原滴定法的基準物質,下列有關該鹽溶液的比較,不正確的是( )
A.c(SO)>c(NH)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-)
B.c(SO)=c(NH)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-)
C.2c(SO)+c(OH-)=c(NH)+2c(Fe2+)+c(H+)
D.c(NH)+c(NH3·H2O)=2c(Fe2+)+2c[Fe(OH)2]
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科目:高中化學 來源:2014年高中化學蘇教版選修四專題1 化學反應與能量變化練習卷(解析版) 題型:選擇題
高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。關于該電池的說法正確的是( )
A.放電時,Zn作負極,發(fā)生還原反應
B.放電時,K2FeO4附近溶液pH減小
C.充電時,鋅極附近溶液pH減小
D.充電時,陽極電極反應為:
Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO+4H2O
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