[题目]有一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时.通过传感器显示出来.其装置如图乙所示.ab间充有固体电解质Y2O3-Na2O.允许O2-自由移动.下列叙述正确的是A.瓦斯分析仪工作时.电池内电路中. O2-由电极a流向电极bB.电池外电路中电子由正极流向负极C.电极a的反应式为:CH4+4O2--8e-＝CO2+2H2OD.当固体电解质中有1 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】有一种瓦斯分析仪（图甲）能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，通过传感器显示出来，其装置如图乙所示，ab间充有固体电解质Y2O3－Na2O，允许O2－自由移动。下列叙述正确的是

A.瓦斯分析仪工作时，电池内电路中， O2－由电极a流向电极b

B.电池外电路中电子由正极流向负极

C.电极a的反应式为：CH4+4O2－-8e－＝CO2+2H2O

D.当固体电解质中有1 mol O2－通过时，电子转移4 mol

【答案】C

【解析】

该装置是燃料电池，通入甲烷的电极a是负极、通入空气的电极b是正极，放电时，负极反应式为CH4+4O2--8e-═CO2+2H2O，正极反应式为O2+4e-=2O2-，电子从负极沿导线流向正极，原电池内部阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，据此分析解答。

A. 该原电池中，正极上氧气得电子发生还原反应，所以通入空气的电极b是正极，内电路中阴离子向负极移动，所以O2由电极b流向电极a，故A错误；

B. 电池外电路中电子从负极沿导线流向正极，故B错误；

C. a是负极，负极上甲烷失电子和氧离子反应生成二氧化碳和水：CH4+4O2－-8e－＝CO2+2H2O，故C正确；

D. 每个O原子得到2个电子生成O2，所以当固体电解质中有1molO2通过时，电子转移2mol，故D错误；

答案选C。

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(1)CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

① 从3 min到9 min，v(H2)＝_____mol·L－1·min－1。

② 该反应的平衡常数为_______。

③ 下列说法正确的的是____(填字母)。

A．混合气体的密度不随时间的变化而变化，则说明上述反应达到平衡状态

B．平衡时CO2的转化率为75%

C．平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是30%

D．该条件下，第9 min时v逆(CH3OH)大于第3 min时v正(CH3OH)。

(2)工业中，CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。

反应A：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)

反应B：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)

控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图所示。

① 由图可知温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是________。

② 由图可知获取CH3OH最适宜的温度是________。下列措施有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的有___________(填字母)。

A．使用催化剂 B．增大体系压强

C．增大CO2和H2的初始投料比 D．投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度

(3)250 ℃下CH3OH物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出280 ℃下0～t2时刻CH3OH物质的量随时间的变化曲线示意图__________。

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B. 5s后，反应停止，各物质浓度保持不变

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请回答下列问题：

(1)写出A、C的结构简式 ______、______。

(2)是化合物B的一种同分异构体，用核磁共振氢谱可以证明该化合物中有______ 种氢处于不同的化学环境。

(3)指出的有机反应类型 ______。

(4)化合物B经过下列转化，可合成用于制造树脂、合成橡胶乳液的有机原料丙烯酸：

BE FG

①设置反应②、⑥的目的是 ______。

②写出反应③的化学反应方程式 ______。

③写出反应④的化学反应方程式 ______。

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