Ⅰ.甲醇可作为燃料电池的原料.以CH 4 和H 2 O为原料,通过下列反应来制备甲醇:CH 4 (g)+H 2 O(g)
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时间:2024-08-17 12:15:14
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Ⅰ.甲醇可作为燃料电池的原料.以CH 4 和H 2 O为原料,通过下列反应来制备甲醇:CH 4 (g)+H 2 O(g)【专家解说】:(1)①CH 4 (g)+H 2 O(g)=C
【专家解说】:(1)①CH 4 (g)+H 2 O(g)=CO(g)+3H 2 (g)△H=+206.0kJ/mol
②CO(g)+2 H 2 (g)=CH 3 OH(g)△H=+129.0 kJ/mol
将方程式①-②得CH 4 (g)+H 2 O(g)=CH 3 OH(g)+H 2 (g)△H=+206.0kJ/mol-(-129.0kJ/mol)=+77.0 kJ/mol,
故答案为:CH 4 (g)+H 2 O(g)=CH 3 OH(g)+H 2 (g)△H=+77.0 kJ/mol;
(2)①甲醇被氧化生成二氧化碳,Co 3+ 被还原生成Co 2+ ,溶液呈酸性,则生成物中含有氢离子,所以该反应离子方程式为6Co 3+ +CH 3 OH+H 2 O=CO 2 ↑+6Co 2+ +6H + ,
故答案为:6;CO 2 ↑;6;6H + ;
②正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式为O 2 +H 2 O+4e - ═4OH - ,负极是甲醇失电子在建溶液中生成碳酸钾,
故答案为:CH 3 OH-6e - +8OH - =CO 3 2- +6H 2 O;
Ⅱ、(1)氯化铵溶液中铵根离子水解溶液呈酸性,反应的离子方程式为:NH 4 + +H 2 O?NH 3 ?H 2 O+H + ,故答案为:NH 4 + +H 2 O?NH 3 ?H 2 O+H + ;
(2)X+Y=14,常温下某氨水的pH=X,则氨水中c(OH - )=10 X-14 mol/L,某硫酸的pH=Y,硫酸中c(H + )=10 -Y mol/L,所以氨水中c(OH - )等于硫酸中c(H + ),一水合氨是弱电解质,硫酸是强电解质,所以氨水浓度大于硫酸,二者等体积混合,氨水过量,溶液呈碱性,
A.二者混合时,氨水过量,所以溶液呈碱性,则c(OH - )>c(H + ),故A错误;
B.二者混合时,氨水过量,所以溶液呈碱性,则c(OH - )>c(H + ),根据电荷守恒得c(NH 4 + )+c(H + )=2c(SO 4 2- )+c(OH - ),所以2c(SO 4 2- )<c(NH 4 + ),离子浓度大小为c(NH 4 + )>c(SO 4 2- )>c(OH - )>c(H + ),故B正确;
C.任何溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得根据电荷守恒得c(NH 4 + )+c(H + )=2c(SO 4 2- )+c(OH - ),c(NH 4 + )+c(H + )>c(SO 4 2- )+c(OH - ),故C正确;
D.二者混合时,氨水过量,所以溶液呈碱性,则c(OH - )>c(H + ),根据电荷守恒得c(NH 4 + )+c(H + )=2c(SO 4 2- )+c(OH - ),所以2c(SO 4 2- )<c(NH 4 + ),故D错误;
故答案为:BC.
②CO(g)+2 H 2 (g)=CH 3 OH(g)△H=+129.0 kJ/mol
将方程式①-②得CH 4 (g)+H 2 O(g)=CH 3 OH(g)+H 2 (g)△H=+206.0kJ/mol-(-129.0kJ/mol)=+77.0 kJ/mol,
故答案为:CH 4 (g)+H 2 O(g)=CH 3 OH(g)+H 2 (g)△H=+77.0 kJ/mol;
(2)①甲醇被氧化生成二氧化碳,Co 3+ 被还原生成Co 2+ ,溶液呈酸性,则生成物中含有氢离子,所以该反应离子方程式为6Co 3+ +CH 3 OH+H 2 O=CO 2 ↑+6Co 2+ +6H + ,
故答案为:6;CO 2 ↑;6;6H + ;
②正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式为O 2 +H 2 O+4e - ═4OH - ,负极是甲醇失电子在建溶液中生成碳酸钾,
故答案为:CH 3 OH-6e - +8OH - =CO 3 2- +6H 2 O;
Ⅱ、(1)氯化铵溶液中铵根离子水解溶液呈酸性,反应的离子方程式为:NH 4 + +H 2 O?NH 3 ?H 2 O+H + ,故答案为:NH 4 + +H 2 O?NH 3 ?H 2 O+H + ;
(2)X+Y=14,常温下某氨水的pH=X,则氨水中c(OH - )=10 X-14 mol/L,某硫酸的pH=Y,硫酸中c(H + )=10 -Y mol/L,所以氨水中c(OH - )等于硫酸中c(H + ),一水合氨是弱电解质,硫酸是强电解质,所以氨水浓度大于硫酸,二者等体积混合,氨水过量,溶液呈碱性,
A.二者混合时,氨水过量,所以溶液呈碱性,则c(OH - )>c(H + ),故A错误;
B.二者混合时,氨水过量,所以溶液呈碱性,则c(OH - )>c(H + ),根据电荷守恒得c(NH 4 + )+c(H + )=2c(SO 4 2- )+c(OH - ),所以2c(SO 4 2- )<c(NH 4 + ),离子浓度大小为c(NH 4 + )>c(SO 4 2- )>c(OH - )>c(H + ),故B正确;
C.任何溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得根据电荷守恒得c(NH 4 + )+c(H + )=2c(SO 4 2- )+c(OH - ),c(NH 4 + )+c(H + )>c(SO 4 2- )+c(OH - ),故C正确;
D.二者混合时,氨水过量,所以溶液呈碱性,则c(OH - )>c(H + ),根据电荷守恒得c(NH 4 + )+c(H + )=2c(SO 4 2- )+c(OH - ),所以2c(SO 4 2- )<c(NH 4 + ),故D错误;
故答案为:BC.
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