【題目】世界能源消費(fèi)的90%以上依靠化學(xué)技術(shù)。回答下列問(wèn)題:
(1)質(zhì)子交換膜燃料電池中作為燃料的H2通常來(lái)自水煤氣。
已知:C(s)+O2(g)=CO(g) △H1=-110.35kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1
H2O(1)=H2O(g) △H3=+44.0kJ·mol-1
則反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H4=___________。
某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室模擬反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=___________。一定溫度下,在2L盛有足量炭粉的恒容密閉容器中通入0.8molH2O,6min時(shí)生成0.7gH2。則6min內(nèi)以CO表示的平均反應(yīng)速率為___________(保留3位有效數(shù)字)。
(2)燃料氣(主要含N2和H2,還含有少量其他雜質(zhì))中的CO會(huì)使電極催化劑中毒,使用CuO/CeO2催化劑可使CO優(yōu)先氧化而脫除。CeO2可由草酸鈰[Ce(C2O4)3]灼燒制得,反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。在CuO/CeO2催化劑中加入不同的酸(HIO3或H3PO4),測(cè)得燃料氣中CO優(yōu)先氧化的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如下圖所示。
加入H3PO4___________(填“促進(jìn)”或“抑制”)CuO/CeO2的催化。溫度為120℃,催化劑為CuO/CeO2-HIO3時(shí),若燃料氣流速為1800mL·min-1,CO的體積分?jǐn)?shù)為0.68%,則反應(yīng)0.5h后CO的體積為___mL。
(3)LiOH是制備鋰離子電池正極材料的重要原料,利用LiCl溶液電解制備得LiOH的裝置如下圖,LiOH在___________(填“M極”或“N極”)制得,N極產(chǎn)生的氣體a通入淀粉KI溶液溶液變藍(lán),持續(xù)一段時(shí)間后,藍(lán)色可逐漸褪去。據(jù)此寫(xiě)出N極的電極反應(yīng)式:__________,藍(lán)色逐漸褪去是因?yàn)槿芤褐兄饾u生成HIO3,寫(xiě)出此反應(yīng)的化學(xué)方程式:______。
【答案】+131.45kJ/mol 0.0292molL-1min-1 Ce2(C2O4)32CeO2+4CO↑+2CO2↑ 抑制 73.44 M極 2Cl- -2e-=Cl2↑ 5 Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl
【解析】
(1)已知:①C(s)+O2(g)═CO(g)△H1=-110.35kJmol-1
②2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)△H2=+571.6kJmol-1
③H2O(l)═H2O(g)△H3=+44.0kJmol-1
則:反應(yīng)C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)可以是①+②×-③得到,所以△H4=①+②×-③=(-110.35kJmol-1)+(571.6kJmol-1)×-44.0kJmol-1=+131.45kJ/mol;
反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=;
6min時(shí)生成0.7gH2,c(H2)=,根據(jù)反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)可知,轉(zhuǎn)化的c(CO)=c(H2),則6min內(nèi)以CO表示的平均反應(yīng)速率為υ(CO)=0.0292molL-1min-1;
(2)灼燒草酸鈰[Ce(C2O4)3]分解制得CeO2、一氧化碳以及二氧化碳,反應(yīng)方程式為:Ce2(C2O4)32CeO2+4CO↑+2CO2↑;
相同時(shí)間內(nèi),CO的轉(zhuǎn)化率越高,說(shuō)明催化性能越好,由圖象知道當(dāng)H3PO4加入時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率降低,則抑制CuO/CeO2的催化;
120℃時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率是80%,氣體混合物流速為1800mLmin-1;CO的體積分?jǐn)?shù)為0.68%,則反應(yīng)0.5小時(shí)后CO的體積為1800 mLmin-1×0.5h×60min/h×0.68%×(1-80%)=73.44mL;
(3)N極產(chǎn)生的氣體a通入淀粉KI溶液,溶液變藍(lán),持續(xù)一段時(shí)間后,藍(lán)色可逐漸褪去,則氣體a為Cl2,N極為陽(yáng)極;則M是陰極,電極M上H+放電產(chǎn)生H2,促進(jìn)M極附近水的電離,則LiOH在M極制得;N極為陽(yáng)極,根據(jù)放電順序,N極的電極反應(yīng)式為2Cl- -2e-=Cl2↑;藍(lán)色逐漸褪去是因?yàn)槿芤褐兄饾u生成HIO3,說(shuō)明Cl2將I2氧化成HIO3,則Cl2被還原成鹽酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Cl
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某小組為研究電化學(xué)原理,設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述不正確的是
A. a和b不連接時(shí),鐵片上會(huì)有金屬銅析出
B. a和b用導(dǎo)線連接時(shí),銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu
C. 無(wú)論a和b是否連接,鐵片均會(huì)溶解,溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色
D. a和b用導(dǎo)線連接時(shí),鐵片作正極
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】觀察下圖,下列敘述正確的是
A. 若該圖表示的是活細(xì)胞的各化學(xué)元素的含量,則甲為碳元素
B. 若該圖表示的是細(xì)胞各化學(xué)元素占干重的百分比,則甲為氧元素
C. 若該圖為活細(xì)胞的化合物組成情況,則甲中含有的元素為C、H、0
D. 若該圖是完全脫水后的細(xì)胞的化合物組成情況,則甲是蛋白質(zhì)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】分別向含有下列離子的溶液中加入少量SO3固體后,原溶液中離子的數(shù)目不變的是(提示:SO3+H2O=H2SO4)( )。
A.Mg2+B.C.Ba2+D.OH-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】可以證明可逆反應(yīng)N2+3H22NH3已達(dá)到平衡狀態(tài)的是
①一個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H﹣H鍵斷裂
②一個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N﹣H鍵斷裂
③其他條件不變時(shí),混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變
④恒溫恒容時(shí),體系壓強(qiáng)不再改變
⑤NH3、N2、H2的體積分?jǐn)?shù)都不再改變
⑥恒溫恒容時(shí),混合氣體密度保持不變
⑦正反應(yīng)速率v(H2)=0.6molL﹣1min﹣1,逆反應(yīng)速率v(NH3)=0.4molL﹣1min﹣1
A. 全部 B. ②③④⑤ C. ②③④⑤⑦ D. ③⑤⑥⑦
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】能在無(wú)色溶液中大量共存的一組離子是 ( )
A. Mg2+、SO42-、OH-、K+B. Fe3+、NO3-、Cl-、H+
C. K+、HCO3-、Cl-、H+D. H+、Na+、Cl-、SO42-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖為元素在生物體內(nèi)的含量分布情況,下列表述不正確的是( )
A. Ⅰ在非生物界中都能找到,體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性
B. Ⅲ含量雖少,卻是生物體正常生命活動(dòng)不可缺少的
C. Ⅱ和Ⅲ為生物體的必需元素,一旦缺乏就可能會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的病癥
D. P、S、K、Ca、Fe屬于大量元素
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1。相同溫度下,在容積相同的兩個(gè)恒溫密閉容器中,加入一定量的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
下列說(shuō)法中,不正確的是( )
A. 容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為80%
B. 容器①中CO的轉(zhuǎn)化率等于容器②中CO2的轉(zhuǎn)化率
C. 平衡時(shí),兩容器中CO2的濃度相等
D. 容器①時(shí)CO的反應(yīng)速率等于H2O的反應(yīng)速率
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列化合物不能用相應(yīng)元素的單質(zhì)直接化合而成的是( )
A. FeSB. Cu2SC. NO2D. SO2
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