【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(yuǎn)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) 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+2OHFeO42+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(qiáng)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,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;可再生;來源廣;資源豐富;燃燒熱值高(任寫其中2個);H2+2OH--2e-=2H2O

(2)<

(3)ac

(4)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

(5)①陽極室

②防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低

③M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】

試題分析:(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點有污染;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,故答案為:污染;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) ΔH1,②O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2,兩反應(yīng)的ΔS<0,根據(jù)ΔG=ΔHTΔS,因為均為兩反應(yīng)自發(fā)反應(yīng),因此ΔH均小于0,將①+②得:H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH=ΔH1+ΔH1<0,故答案為:<;

(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(qiáng)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(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動,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,故答案為: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,故答案為:陽極室;

②氫氣具有還原性,根據(jù)題意Na2FeO4只在強(qiáng)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,故答案為:防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低;

③根據(jù)題意Na2FeO4只在強(qiáng)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,故答案為: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)。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。

已知1mol SO2(g)氧化為1mol SO3(g)的ΔH= —99kJ·mol-1。請回答下列問題:

(1)圖中E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱________(填“有”或“無”)影響。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中B點___________ (填“升高”還是“降低”)。

(2)完成SO2氧化為SO3的熱化學(xué)方程式______________________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是(
A.分子晶體中一定存在分子間作用力,不一定存在共價鍵
B.分子中含兩個氫原子的酸一定是二元酸
C.含有金屬離子的晶體一定是離子晶體
D.元素的非金屬性越強(qiáng),其單質(zhì)的活潑性一定越強(qiáng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】MnO2是常見的氧化劑、催化劑和活性電極材料。

(1)工業(yè)上,以惰性材料為電極,電解MnSO4溶液(含少量稀硫酸)制備MnO2。寫出陽極的電極反應(yīng)式:___________。

(2)已知如下熱化學(xué)方程式(K代表平衡常數(shù)):

①MnCO3(s)MnO(s)+CO2(g) △H1 K1

②2MnO(s)+O2(g)2MnO2(s) △H2 K2

③2MnCO3(s)+O2(g)2MnO2(s)+2CO2(g) △H3 K3

△H3=______(用△H1、△H2表示) K3=_______(用K1、K2表示)。

(3)反應(yīng)②在低溫條件下能自發(fā)進(jìn)行,則△H2______0(填“>”“<”或“=”)。

(4)在密閉容器中投入足量的MnCO3,—定條件下發(fā)生反應(yīng):MnCO3(s)MnO(s)+CO2(g)

△H>0。在一定溫度下,達(dá)到平衡狀態(tài)時p(CO2)=2a MPa。

① 溫度、壓強(qiáng)對MnCO3分解率的影響如圖所示:比較:L1____L2(填“>”“<”或“=”)。

② 保持溫度不變,將容器體積擴(kuò)大至原來的2倍,則p(CO2)的變化范圍是______。

③ 保持溫度不變,將容器體積壓縮至原來的一半,達(dá)到新平衡時下列物理量-定不變的是__(填代號)。

A.平衡常數(shù)K B.c(CO2) C.n(CO2) D.m(MnCO3)

(5)—定溫度下,在容積為2L的恒容密閉容器中加人足量的MnCO3(s)和5molO2,發(fā)生反應(yīng):2MnCO(s)+O2(g)2MnO2(s)+2CO2(g),CO2以平均速率0.1mol L-1·min-1經(jīng)過10min達(dá)到平衡狀態(tài)。該條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為_______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各組離子在指定溶液中可能大量共存的是(
A.弱堿性溶液中:Na+、K+、Cl、HCO3
B.“84”消毒液中:SiO32、CO32、Na+、S2
C.使酚酞變紅色的溶液中:Na+、Al3+、SO42、Cl
D.0.1 molL1FeCl3溶液中:Fe2+、NH4+、SCN、SO42

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】尿素/H2O2溶液可用于煙氣的脫硫脫硝。

(1)已知T℃時,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H1

2H2O2(I)=2H2O(I)+O2(g) △H2

SO3(g)+H2O(I))=H2SO4(I) △H3

則SO2(g)+H2O2(I))=H2SO4(I) △H4=__________ (用含△H1、△H2、△H3的代數(shù)式表示)

(2)尿素[CO(NH2)2]溶液對NOx及SO2有一定的脫除率。將SO2和NOx (N〇約占90%)通入氧氣的體積分?jǐn)?shù)為7%、尿素濃度為5%的反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。

①煙氣中SO2最終轉(zhuǎn)化為一種正鹽,其化學(xué)式為______________;NO和NO2以物質(zhì)的量之比1:1與

CO(NH2)2反應(yīng)生成無毒氣體的化學(xué)方程式為_________________________。

②氨基甲酸銨(H2NCOONH4)是尿素的水解產(chǎn)物,將一定量的氨基甲酸銨置于恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) △H,實驗測得不同溫度下平衡時氣體的總濃度如下表:

溫度/K

338

343

348

353

平衡時氣體的總濃度/mol L-1

0.36

0.48

0.60

0.72

該反應(yīng)的△H__________(填“>”或“<”)0;348K時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K__________________。

(3)其他條件不變,向尿素溶液中添加H2O2溶液,測得不同 pH下氮氧化物的脫除率與時間的關(guān)系如圖

所示。

①NO與H2O2發(fā)生反應(yīng)生成亞硝酸時,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為____________。

脫硝時,最佳pH為_________;在堿性較強(qiáng)時,NOx脫除率降低,其原因是_____________________

(任寫一點)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如下8種物質(zhì)中:甲烷 聚乙烯 氯乙烯 ⑤2-丁炔 環(huán)己烷 鄰二甲苯 ⑧2-甲基-1,3-丁二烯,既能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,又能與溴水起加成反應(yīng)使之褪色的是

A. ③④⑤⑧ B. ④⑤⑦⑧ C. ④⑤⑧ D. ③④⑤⑦⑧

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,如果2.8L氧氣含有n個氧原子,則阿伏伽德羅常數(shù)可表示為

A.n/8mol-1 B.n/16 mol-1 C.8n mol-1 D.4n mol-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25時, 將濃度均為0.1 mol/L、體積分別為VaVbHA溶液與BOH溶液按不同體積比混合,保持VaVb100mL,VaVb與混合液的pH的關(guān)系如圖所示。 下列說法正確的是

A. Ka(HA)的值與 Kb(BOH) 的值不相等 B. b 點時, 水電離出的 c(H+)=10-7mol/L

C. c 點時, c(A) > c(B+) D. a→c 過程中不變

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