【題目】氫能是發(fā)展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲存和應(yīng)用三個環(huán)節(jié);卮鹣铝袉栴}:
(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點是_________(至少答出兩點)。但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠低于燃料電池,寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應(yīng)式:____________。
(2)以甲烷為原料可制得氫氣。圖1是一定溫度、壓強下,CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和1mol H2(g)的能量(KJ)變化示意圖,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_______________(△H用E1、E2、E3表示)。
(3)在恒溫恒容的密閉容器中,某儲氫反應(yīng):MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0達到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是________。
A.容器內(nèi)氣體壓強保持不變
B.吸收y mol H2只需1 mol MHx
C.若降溫,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大
D.若向容器內(nèi)通入少量氫氣,則v(放氫)>v(吸氫)
(4)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時獲得氫氣:Fe+2H2O+2OH-FeO42-+3H2↑,工作原理如圖1所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色的FeO42-,鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高,鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知:Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原。
①電解一段時間后,c(OH-)降低的區(qū)域在__________(填“陰極室”或“陽極室”)。
②電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出,其原因是_____________。
③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,分析N點c( Na2FeO4)低于最高值的原因:_____________。
(5)在容積可變的密閉容器中充入10molCO和20molH2,發(fā)生CO ( g ) + 2H2 ( g )CH3OH ( g ) △H<0, CO 的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(P)的變化如圖所示,當達到平衡狀態(tài)A 時,容器的體積為1 L。若反應(yīng)開始時仍充入10mol CO 和20mol H2,則在平衡狀態(tài)B時容器的體積V(B)= L。
【答案】(1)污染小;可再生;來源廣;資源豐富;燃燒熱值高(任寫其中2個)(2分);
H2+2OH-+2e-=2H2O(2分)(2)CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g) △H=3(E2-E1)kJ·mol-1
(3)ac(2分) (4)①陽極室(1分) ②防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低 (1分)
③N點:c(OH)過高,鐵電極上有氫氧化鐵生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低。(2分) (5)0.2L(2分)
【解析】
試題分析:(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點有污染。豢稍偕;來源廣;資源豐富;燃燒熱值高等,堿性氫氧燃料電池的負極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-=2H2O;
(2)根據(jù)圖像可知生成物總能量高于反應(yīng)物總能量,反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則熱化學(xué)方程式為 CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g) △H=3(E2-E1)kJ·mol-1。
(3)MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0,該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化的反應(yīng)。A.平衡時氣體的物質(zhì)的量不變,壓強不變,正確;B.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),吸收y mol H2需要大于1 mol 的MHx,錯誤;C.降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,平衡常數(shù)增大,正確;D.向容器內(nèi)通入少量氫氣,相當于增大壓強,平衡正向移動,v(放氫)<v(吸氫),錯誤;答案選ac;
(4)①根據(jù)題意鎳電極有氣泡產(chǎn)生是氫離子放電生成氫氣,鐵電極發(fā)生氧化反應(yīng),溶液中的氫氧根離子減少,因此電解一段時間后,c(OH)降低的區(qū)域在陽極室;
②氫氣具有還原性,根據(jù)題意Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原。電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出,防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低;
③根據(jù)題意Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定,在M點,c(OH-)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢,在N點:c(OH-)過高,鐵電極上有氫氧化鐵生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低。
(5)當達到平衡狀態(tài)A 時,CO轉(zhuǎn)化率是0.5,則消耗CO是5mol,氫氣是10mol,生成甲醇是5mol,剩余CO和氫氣分別是5mol、10mol,則該溫度下平衡常數(shù)K=;平衡狀態(tài)B時CO中的轉(zhuǎn)化率是0.8,則消耗CO是8mol,氫氣是16mol,生成甲醇是8mol,剩余CO和氫氣分別是2mol、4mol,則,解得V=0.2L,即在平衡狀態(tài)B時容器的體積V(B)=0.2L。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)的水溶液能導(dǎo)電,但該物質(zhì)屬于非電解質(zhì)的是( )
A.Cu
B.CO2
C.HCl
D.CH3CH2OH(乙醇)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】科學(xué)家目前正在求證一種僅由四個中子組成的微粒,這種微粒稱為“四中子”,下列關(guān)于該微粒的說法正確的是( )
A. 呈電中性 B. 帶四個單位負電荷
C. 帶四個單位正電荷 D. 質(zhì)量數(shù)為2
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有常見金屬A存在如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系(圖中有些反應(yīng)的產(chǎn)物和條件沒有全部標出),其中E為白色沉淀。
請回答下列問題:
(1) A的化學(xué)式為______________。
(2) C的電子式為_________________。
(3) 反應(yīng)③的化學(xué)方程式為_________________________。
(4) 反應(yīng)④的離子方程式為__________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)與生產(chǎn)、生活、社會密切相關(guān),下列有關(guān)說法不正確的是:
A. 人造纖維和合成橡膠都屬于有機高分子化合物
B. 熒光蛋白是一種高分子化合物且能發(fā)生水解
C. Na2FeO4能與水緩慢反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2,可以作為飲用水的消毒劑和凈化劑
D. 利用次氯酸鈉溶液的堿性對餐具和環(huán)境消毒
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化,能經(jīng)過一步化合反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化的是( )
A.SiO2→H2SiO3
B.Na2O2→Na2CO3
C.Fe→Fe(OH)3
D.Al2O3→Al(OH)3
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在容積為2L的密閉容器中進行如下反應(yīng):
A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g),開始時A為4mol,B為6mol;5min末時測得C的物質(zhì)的量為3mol,用D表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(D)為0.2mol/(L·min)。計算
(1)5min末A的物質(zhì)的量濃度為__________ mol/L·
(2)前5min內(nèi)用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(B)為___________ mol/(L·min)。
(3)化學(xué)方程式中n值為__________。
(4)此反應(yīng)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為:
①v(A)=5mol/(L·min)
②v(B)=6mol/(L·min)
③v(C)=4.5mol/(L·min)
④v(D)=8mol/(L·min)
其中反應(yīng)速率最快的是__________(填編號)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】因存在濃度差而產(chǎn)生電動勢的電池稱為濃差電池。利用如圖所示裝置進行實驗,開始先閉合K2,斷開Kl,一段時間后,再斷開K2,閉合Kl,形成濃差電池,電流計指針偏轉(zhuǎn)(Ag+濃度越大,氧化性越強)。下列說法不正確的是
A. 閉合K2,斷開Kl一段時間后,X電極質(zhì)量增加
B. 閉合K2,斷開Kl一段時間后,右池c(AgNO3)增大
C. 斷開K2,閉合K1, X 電極發(fā)生氧化反應(yīng)
D. 斷開K2,閉合K1, NO3-從左池向右池移動
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)對教材中銅與濃硫酸的實驗作了如下改進。實驗裝置如圖所示(加熱和夾持裝置己略去)。
實驗步驟:
①組裝儀器,檢查裝置氣密性;
②加入試劑,關(guān)閉旋塞E,加熱A,觀察C中溶液顏色變化;
③將銅絲上提離開液面,停止加熱。
(1)檢査虛線框內(nèi)裝置氣密性的方法是____________________。
(2)儀器A的名稱是_________________,儀器B的作用是_________________,儀器D中所盛藥品是_________________。
(3)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。
(4)實驗后,拆除裝置前,為避免有害氣體的泄漏,應(yīng)當采取的操作是_______________。
(5)實驗后儀器A中有白色固體產(chǎn)生,將儀器A中固液混合物緩慢轉(zhuǎn)移至盛有少量水的燒杯中,可觀察到的現(xiàn)象是_____________,用所得溶液做焰色反應(yīng)實驗時,觀察到的火焰顏色為___________。不可直接向儀器A中加水的原因是_________________。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com