甲烷作為一種新能源在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)高爐冶鐵過(guò)程中,甲烷在催化反應(yīng)室中產(chǎn)生水煤氣(CO和H2)還原氧化鐵,有關(guān)反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)ΔH=+260kJ?mol-1CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)ΔH=+260kJ?mol-1:
CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)ΔH=260kJ?mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)ΔH=-566kJ?mol-1
則CH4與O2反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式為:2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)ΔH=-46kJ?mol-12CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)ΔH=-46kJ?mol-1。
(2)如圖所示,裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液),通過(guò)裝置Ⅱ?qū)崿F(xiàn)鐵棒上鍍銅。
①b處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-═4OH-O2+2H2O+4e-═4OH-;
②電鍍結(jié)束后,裝置Ⅰ中KOH溶液的濃度變小變小(填寫(xiě)“變大”“變小”或“不變”),裝置Ⅱ中Cu電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式:Cu-2e-═Cu2+Cu-2e-═Cu2+。
③裝置Ⅰ的能量轉(zhuǎn)變形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,裝置Ⅱ中Fe電極上發(fā)生還原還原反應(yīng)。
④在此過(guò)程中若完全反應(yīng),裝置Ⅱ中陰極質(zhì)量變化12.8g,則裝置Ⅰ中理論上消耗甲烷1.121.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。[相對(duì)原子質(zhì)量Cu:64]。
【考點(diǎn)】原電池與電解池的綜合;用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算.
【答案】CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)ΔH=+260kJ?mol-1;2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)ΔH=-46kJ?mol-1;O2+2H2O+4e-═4OH-;變??;Cu-2e-═Cu2+;化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;還原;1.12
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:3引用:1難度:0.6
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