【題目】目前,我國的能源結(jié)構(gòu)主要是煤,還有石油、天然氣等化石燃料,這些都是不可再生且污染環(huán)境的能源,研究和開發(fā)清潔而又用之不竭的能源是未來發(fā)展的重要任務(wù)。科學(xué)家預(yù)測“氫能”將是21世紀(jì)最理想的新能源之一。
(1)某學(xué)生查閱大量資料,提出下列“用水制取氫氣的研究方向”:
①在水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的情況下制取氫氣,同時釋放能量
②設(shè)法將太陽光聚焦,產(chǎn)生高溫,使水分解產(chǎn)生氫氣
③尋找高效催化劑,大力提高水在一定條件下分解產(chǎn)生氫氣的轉(zhuǎn)化率
④尋找特殊化學(xué)物質(zhì),以提高單位時間內(nèi)水分解制取氫氣的產(chǎn)量
請你選擇上述研究方向中不正確的一項,并簡述其理由:不正確的一項是 ,理由是 。
(2)工業(yè)上用甲烷制取氫氣時發(fā)生的兩步反應(yīng)的能量變化如下圖所示:
①第Ⅱ步反應(yīng)為可逆反應(yīng),在此反應(yīng)中,增加H2O(g)的濃度,CO的轉(zhuǎn)化率將 (填“增大”“減小”或“不變”);該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K= 。在800 ℃時,若CO的起始濃度為2.0 mol/L,水蒸氣的起始濃度為3.0 mol/L,達到化學(xué)平衡狀態(tài)后,測得CO2的濃度為1.2 mol/L,則此反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為 。
②甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是 。
(3)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)納米級的Cu2O可作為太陽光分解水的催化劑。取四份用不同方法制得的相同質(zhì)量的Cu2O,在某同等條件下分別對四份相同質(zhì)量的水催化分解,產(chǎn)生的氫氣經(jīng)干燥后用針筒收集。V(H2)隨時間的變化如圖所示。下列敘述正確的是 。
A.用d法制得的Cu2O能使水劇烈分解并放出熱量
B.用d法制得的Cu2O顆粒最小,表面活性大,所以催化效果明顯
C.用c法、d法制得的Cu2O作催化劑,產(chǎn)生氫氣的總體積不同可能和水的蒸發(fā)有關(guān)
D.用a法、b法制得的Cu2O中可能含有較多的CuO雜質(zhì)
【答案】(1)① 水分子中不含氫分子,不可能在不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的情況下得到氫氣,且水分解是吸熱反應(yīng)(或③ 催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動,故不能提高水分解產(chǎn)生氫氣的轉(zhuǎn)化率)
(2)①增大 1 60%
②CH4(g)+2H2O(g)4H2(g)+CO2(g) ΔH=-136.5 kJ/mol
(3)BCD
【解析】(1)①、③的說法錯誤,可任選其一分析說明。
(2)①對第Ⅱ步反應(yīng),增加H2O(g)的濃度,可以提高另外一種反應(yīng)物CO的轉(zhuǎn)化率。平衡時,c(CO)=0.8 mol/L,c(H2O)=1.8 mol/L,c(CO2)=c(H2)=1.2 mol/L,據(jù)此可求K和CO的平衡轉(zhuǎn)化率。②第 Ⅰ 步反應(yīng)為:CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g) ΔH=-103.3 kJ/mol。第 Ⅱ 步反應(yīng)為:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-33.2 kJ/mol。將以上兩步反應(yīng)相加得:CH4(g)+2H2O(g)4H2(g)+ CO2(g) ΔH=-136.5 kJ/mol。
(3)從圖上看,用c、d法制得的氧化亞銅催化效率較高。水分解是吸熱反應(yīng)。
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【題目】把過氧化鈉投入含有HCO3-、Cl-、Mg2+、Na+的水溶液中,離子數(shù)目不變的是
A. HCO3- B. Cl- C. Mg2+ D. Na+
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【題目】下列關(guān)于晶體的說法中正確的是 ( )
A. 在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子
B. 在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子
C. 金屬晶體的熔點一定比分子晶體的高
D. 原子晶體的熔點一定比金屬晶體的高
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【題目】下列離子方程式書寫正確的是( )
A. 硫酸氫鈉溶液中加入氫氧化鋇溶液至溶液呈中性:2H++SO42++Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
B. 澄清石灰水與過量碳酸氫鈉溶液反應(yīng): HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
C. 金屬鈉和水發(fā)生反應(yīng): Na+H2O=Na++OH-+H2↑
D. 向AlCl3溶液中加入過量的氨水溶液: Al3++3OH-=Al(OH)3↓
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【題目】下列各組性質(zhì)的比較中正確的是
A. 酸性 HClO4<HBrO4<HIO4 B. 堿性 Ba(OH)2>Ca(OH)2>Mg(OH)2
C. 穩(wěn)定性 HCl>PH3>H2S D. 還原性 Cl->Br->I-
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【題目】元素周期表和元素周期律對與化學(xué)相關(guān)的科學(xué)技術(shù)具有指導(dǎo)作用,人們常在元素周期表中一定的區(qū)域內(nèi)尋找特殊物質(zhì),其中尋找催化劑的區(qū)域為( )
A. 金屬與非金屬的分界線附近區(qū)域 B. 過渡元素區(qū)域
C. 氟、氯、硫、磷等元素附近區(qū)域 D. 元素周期表左下部分主族元素區(qū)域
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【題目】根據(jù)Zn+2H+===Zn2++H2↑的反應(yīng)原理設(shè)計一個原電池,當(dāng)鋅為負極時,正極可以選用的金屬材料是( )
A. 鎂 B. 石墨 C. 鋁 D. 鉛
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【題目】鐵元素在地殼中含量豐富,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.鐵合金是我國使用最早的合金
B.可用鐵制品盛放冷的濃硫酸
C.向某溶液中加入KSCN,溶液變?yōu)檠t色,說明該溶液中含有Fe2+
D.Fe(OH)3不能通過化合反應(yīng)制得
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