【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).回答下列問題:
(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(fù)極反應(yīng)式: .
(2)氫氣可用于制備H2O2 . 已知:
H2(g)+A(l)═B(l)△H1
O2(g)+B(l)═A(l)+H2O2(l)△H2
其中A、B為有機物,兩反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng),則H2(g)+O2(g)═H2O2(l)的△H=0(填“>”或“=”)
(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)△H<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ymol H2只需1molMHx
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)氫也是氫氣的來源,電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4 . 同時獲得氫氣:Fe+2H2O+2OH﹣→FeO42﹣+3H2↑,裝置如圖所示,裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色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,其原因為 .
③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點中的一點,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因 .
【答案】
(1)污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高;H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O
(2)<
(3)ac
(4)將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
(5)陽極室;防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低;M點:c(OH﹣)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢(或N點:c(OH﹣)過高,鐵電極上有氫氧化鐵生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低)
【解析】(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點有污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高等;堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O,所以答案是:污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高;H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O;(2)①H2(g)+A(l)=B(l)△H1 , ②O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)△H2 , 兩反應(yīng)的△S<0,根據(jù)△G=△H﹣T△S,因為均為兩反應(yīng)自發(fā)反應(yīng),因此△H均小于0,將①+②得:H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的△H=△H1+△H1<0,所以答案是:<;(3)MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)△H<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,容器內(nèi)氣體壓強保持不變,正確;b.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不能完全轉(zhuǎn)化,吸收ymol H2需大于1mol MHx , 錯誤;c.若降溫,平衡正向移動,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大,正確;d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣,相當(dāng)于增大壓強,平衡正向移動,則v(放氫)<v(吸氫),錯誤;故選ac;
(4)利用太陽能直接分解水制氫,是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,所以答案是:將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;
(5)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,所以答案是: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,所以答案是: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,
所以答案是:M點:c(OH﹣)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢(或N點:c(OH﹣)過高,鐵電極上有氫氧化鐵生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低).
【考點精析】掌握反應(yīng)熱和焓變和化學(xué)平衡的計算是解答本題的根本,需要知道在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量,通常叫反應(yīng)熱;反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%;產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】漢黃芩素是傳統(tǒng)中草藥黃芩的有效成分之一,對腫瘤細胞的殺傷有獨特作用。下列有關(guān)漢黃芩素的敘述正確的是()。
A. 漢黃芩素的分子式為C16H13O5
B. 該物質(zhì)遇FeCl3溶液顯色
C. 1 mol該物質(zhì)與溴水反應(yīng),最多消耗1 mol Br2
D. 與足量H2發(fā)生加成反應(yīng)后,該分子中官能團的種類減少1種
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】M,N,X,Y四種短周期主族元素在元素周期表中的相對位置如圖所示.已知它們的原子序數(shù)總和為48,則下列有關(guān)說法中不正確的是( )
A.N與X位于元素周期表中ⅥA族
B.M,X,Y三種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物均為強酸
C.M,N,X,Y均位于金屬與非金屬的分界線上
D.M的氣態(tài)氫化物與Y的氣態(tài)氫化物反應(yīng),可生成離子化合物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】生活中的一些問題常涉及化學(xué)知識,下列敘述正確的是( )
A.棉花的主要成分是纖維素
B.過多食用糖類物質(zhì)如淀粉等不會致人發(fā)胖
C.淀粉在人體內(nèi)直接水解生成葡萄糖,供人體組織的營養(yǎng)需要
D.纖維素在人體消化過程中起重要作用,纖維素可以作為人類的營養(yǎng)物質(zhì)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】與飽和鏈烴、乙烯相比較,苯具有的獨特性質(zhì)是( )
A. 難氧化、易加成、難取代 B. 難氧化、易取代、難加成
C. 易氧化、難加成、易取代 D. 易氧化、難加成、難取代
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)說法正確的是( )
A.光導(dǎo)纖維、醋酸纖維、玻璃纖維、纖維素等的主要成分都是糖類
B.淀粉、纖維素的分子式都是(C6H10O5)n , 二者互為同分異構(gòu)體
C.乙醛、葡萄糖與新制的Cu(OH)2懸濁液共熱,都產(chǎn)生磚紅色沉淀
D.纖維素和淀粉遇碘水均顯藍色
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實驗是化學(xué)研究的基礎(chǔ)。下列有關(guān)實驗裝置進行的相應(yīng)實驗,不能達到實驗?zāi)康牡氖?/span>
圖1 圖2 圖3 圖4
A. 用圖1所示裝置吸收多余的Cl2
B. 用圖2所示裝置蒸發(fā)NaCl飽和溶液制備NaCl晶體
C. 用圖3所示裝置制取少量純凈的CO2
D. 用圖4所示裝置分離CCl4萃取碘水后已分層的有機層和水層
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知2NaOH+Br2===NaBr+NaBrO+H2O,若從溴水中把溴萃取出來,可選用的萃取劑是( )
A. 食鹽飽和溶液B. 無水酒精C. 四氯化碳D. 氫氧化鈉溶液
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A(g)+xB(g)2C(g),達到平衡后,在不同的時間段,分別改變反應(yīng)的一個條件,測得容器中物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、反應(yīng)速率分別隨時間的變化如圖所示:下列說法中正確的是( )
A.30~40 min 間該反應(yīng)使用了催化劑
B.反應(yīng)方程式中的x=1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
C.30 min 時降低溫度,40 min 時升高溫度
D.30 min時減小壓強,40 min時升高溫度
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