【題目】[2016·天津]氫能是發(fā)展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié);卮鹣铝袉(wèn)題:

(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是 (至少答出兩點(diǎn))。但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池,寫(xiě)出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式: 。

(2)氫氣可用于制備H2O2。已知:

H2(g)+A(l) B(l) ΔH1

O2(g)+B(l) A(l)+H2O2(l) ΔH2

其中A、B為有機(jī)物,兩反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng),則H2(g)+O2(g) H2O2(l)的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。

(3)在恒溫恒容的密閉容器中,某儲(chǔ)氫反應(yīng):MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0達(dá)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(qiáng)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)利用太陽(yáng)能直接分解水制氫,是最具吸引力的制氫途徑,其能量轉(zhuǎn)化形式為

(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來(lái)源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4。同時(shí)獲得氫氣:Fe+2H2O+2OH+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,鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過(guò)高,鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知:Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原。

電解一段時(shí)間后,c(OH)降低的區(qū)域在 (填“陰極室”或“陽(yáng)極室”)。

電解過(guò)程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出,其原因?yàn)?/span> 。

c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn),分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因: 。

【答案】(1)污染小、可再生、來(lái)源廣、資源豐富、燃燒熱值高(任寫(xiě)其中2個(gè)) H2+2OH2e2H2O

(2)<

(3)ac

(4)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

(5)陽(yáng)極室 防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低 M點(diǎn):c(OH)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢或N點(diǎn):c(OH)過(guò)高,鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低

【解析】本題考查反應(yīng)熱、化學(xué)平衡及電化學(xué)等,意在考查考生對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理的運(yùn)用能力。(1)氫氣的來(lái)源廣且可再生,燃燒生成水,無(wú)污染,且單位質(zhì)量的氫氣燃燒放出的熱量比汽油多。堿性氫氧燃料電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),在堿性條件下氫氣放電生成H2O。

(2)題中的兩個(gè)反應(yīng)都是熵減的反應(yīng),由于兩個(gè)反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行,所以兩個(gè)反應(yīng)都是放熱反應(yīng),即ΔH1<0、ΔH2<0。根據(jù)蓋斯定律,將題中兩個(gè)熱化學(xué)方程式疊加得:H2(g)+O2(g) H2O2(l) ΔH=ΔH1+ΔH2<0。

(3)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),氣體的物質(zhì)的量不變,所以容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變,a項(xiàng)正確;由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng),所以吸收y mol H2所需的MHx的物質(zhì)的量大于1 mol,b項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= ,由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),c(H2)減小,故K增大,c項(xiàng)正確;向容器內(nèi)通入少量氫氣,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),v(正)>v(逆),即v(吸氫)>v(放氫),d項(xiàng)錯(cuò)誤。

(4)太陽(yáng)能分解水制氫,是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程。

(5)電解時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)式為:Fe6e+8OH+4H2O,陰極反應(yīng)式為:2H2O+2eH2↑+2OH,電解過(guò)程中,陽(yáng)極室消耗OH,c(OH)降低。根據(jù)題意,Na2FeO4易被H2還原,由于陰極產(chǎn)生的氣體為H2,若不及時(shí)排出,會(huì)將Na2FeO4還原,使其產(chǎn)率降低。根據(jù)題意,若堿性較弱,則Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢;若堿性較強(qiáng),則鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生Fe(OH)3或Fe(OH)3分解生成的Fe2O3,所以M點(diǎn)和N點(diǎn)的c(Na2FeO4)均低于最高值。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知H2(g)F2(g)===2HF(g)的能量變化如圖所示,下列有關(guān)敘述中正確的是(  )

A. 氟化氫氣體分解生成氫氣和氟氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)

B. 1 mol H21 mol F2反應(yīng)生成2 mol液態(tài)HF放出的熱量小于270 kJ

C. 在相同條件下,1 mol H21 mol F2的能量總和大于2 mol HF氣體的能量

D. 斷裂1 mol H—H鍵和1 mol F—F鍵吸收的能量大于形成2 mol H—F鍵放出的能量

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】取兩份鋁片,第一份與足量鹽酸反應(yīng),第二份與足量燒堿溶液反應(yīng),同溫同壓下放出相同體積的氣體,則兩份鋁片的質(zhì)量之比為(

A. 1:6 B. 2:3 C. 3:2 D. 1:1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】香豆素-4是一種激光染料,應(yīng)用于可調(diào)諧染料激光器。香豆素-4由C、H、O三種元素組成,分子球棍模型如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是

①分子式為

②能與飽和溴水發(fā)生取代反應(yīng)

③能與飽和溴水發(fā)生加成反應(yīng)

④能使酸性溶液褪色

⑤1mol香豆素-4最多能與含1molNaOH的溶液反應(yīng)

A. ①②③ B. ③④⑤ C. ②③④ D. ②③④⑤

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列各組中的兩種固態(tài)物質(zhì)熔化或升華時(shí),克服微粒間相互作用力屬于同種類型的是(

A.碘和氯化鉀B.金剛石和藍(lán)礬C.二氧化硅和干冰D.冰和冰醋酸

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鐵、銅及其化合物在日常生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問(wèn)題:

(1)鐵元素在周期表中的位置是_______,基態(tài)Cu2+的核外電子排布式是__________。元素鐵與銅的第二電離能分別為:ICu=1958 kJ·mol-1、IFe=1561 kJ·mol-1,ICuIFe的原因是_________________

2)有機(jī)鐵肥三硝酸六尿素合鐵(),化學(xué)式為:[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3。

尿素分子中C原子的雜化方式是__________。

[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3“H2NCONH2”與 Fe()之間的作用力是_______。根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè) NO3的空間構(gòu)型為____________。

(3)Fe3+可用SCN檢驗(yàn),其對(duì)應(yīng)的酸有兩種,分別為硫氰酸(H-S-C≡N)和異硫氰酸(H-N=C=S),這兩種酸中沸點(diǎn)較高的是_______, 原因是______________。

(4FeCl3晶體易溶于水和乙醇,用酒精燈加熱即可氣化,由此可知 FeCl3的晶體類型為______SFe形成的某化合物,其晶胞如圖一所示, 則該物質(zhì)的化學(xué)式為__________。

5Cu晶體的堆積方式如圖二所示,晶體中Cu原子的配位數(shù)為_______;設(shè)Cu原子半徑為a,晶體空間利用率為 _________(用含a 的式子表達(dá),不化簡(jiǎn))。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】A、BC三種物質(zhì)隨著X的變化,Y發(fā)生相應(yīng)的變化,其變化關(guān)系如圖所示。

1X表示的是物質(zhì)的量,則Y表示的不可能是_____填序號(hào),下同)

①物質(zhì)的量 ②物質(zhì)的體積 ③物質(zhì)所含分子或原子的數(shù)目 物質(zhì)的摩爾質(zhì)量

2A、BC均為氣體且壓強(qiáng)恒定時(shí),X表示的是溫度,則Y表示的可能是______。

①氣體的質(zhì)量 ②氣體的分子數(shù) ③氣體的體積 ④氣體的摩爾質(zhì)量

3A、B、C均為氣體,Y表示在相同條件下氣體的體積,X表示的是氣體的質(zhì)量。

①相同條件下A、BC三種氣體的密度由大到小的順序是_____(用字母A、BC表示,下同)。

②A、BC三種氣體的摩爾質(zhì)量由大到小的順序是__________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】

氯吡格雷是一種血小板聚集抑制劑,該藥物以為原料的合成路線如圖:

請(qǐng)根據(jù)以上信息,結(jié)合自己掌握的知識(shí)和具有的經(jīng)驗(yàn)回答下列問(wèn)題:

(1)分子C中無(wú)氧官能團(tuán)的名稱為____________。命名為__________。

(2)D→E的反應(yīng)類型是_________反應(yīng)。

(3)X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___________________。

(4)下列敘述正確的是________(填序號(hào))。

A.A物質(zhì)中所有原子均可共面 B.C物質(zhì)可發(fā)生取代、氧化、還原反應(yīng)

C.在水中溶解度小 D.E中有兩個(gè)手性碳原子

(5)分子C在一定條件下生成一種含有3個(gè)六元環(huán)的產(chǎn)物的化學(xué)方程式為_____________

(6)同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件的B的同分異構(gòu)體共有_____種(不包括B)。

①與B含有相同的官能團(tuán);②苯環(huán)上的取代基不超過(guò)2個(gè)。

(7)已知:,則由乙醇、甲醇為有機(jī)原料制備化合物需要經(jīng)歷的反應(yīng)類型有______(填序號(hào))。

①加成反應(yīng) ②消去反應(yīng) ③取代反應(yīng) ④氧化反應(yīng) ⑤還原反應(yīng)

寫(xiě)出制備化合物的最后一步反應(yīng):______________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列敘述正確的是(

A.原子晶體中可能存在極性共價(jià)鍵

B.干冰升華時(shí)分子內(nèi)共價(jià)鍵發(fā)生斷裂

C.原子晶體的熔點(diǎn)比分子晶體的熔點(diǎn)低

D.離子晶體中只含離子鍵,不含共價(jià)鍵

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