【題目】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,寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式:____________。
(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+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(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。
①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”)。
②電解過(guò)程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)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(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;H2+2OH--2e-=2H2O
(5)①陽(yáng)極室
②防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低
③M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(diǎn)有污染;可再生;來(lái)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。豢稍偕;來(lái)源廣;資源豐富;燃燒熱值高;H2+2OH--2e-=2H2O
(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(shí)間后,c(OH)降低的區(qū)域在陽(yáng)極室,故答案為:陽(yáng)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(guò)程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)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(diǎn),c(OH-)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢,在N點(diǎn):c(OH-)過(guò)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(diǎn):c(OH-)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢(或N點(diǎn):c(OH-)過(guò)高,鐵電極上有氫氧化鐵生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】【2016屆唐山二!亞硝酸鈉是一種工業(yè)鹽,外觀與食鹽非常相似,毒性較強(qiáng)。某化學(xué)興趣小組對(duì)食鹽與亞硝酸鈉進(jìn)行多角度探究:
(一)鑒別NaCl和NaNO2
甲同學(xué)用沉淀分析法
經(jīng)查:常溫下Ksp(AgNO2)=2×10-8, Ksp(AgCl)=1.8×10-10.分別向盛有5mL 0.0001 mol/L兩種鹽溶液的試合中同時(shí)逐滴滴加0.0001mol/L硝酸銀溶液,先生成沉淀的是裝有 溶液的試管。
乙同學(xué)側(cè)定溶液pH
用pH試紙分別測(cè)定0.1 mol/L兩種鹽溶液的pH,測(cè)得NaNO2溶液呈堿性。該溶液呈堿性的原因是 (用離子方程式解釋)。
(二)該小組用如下裝置(略去夾持儀器)制備亞硝酸鈉
已知:① 2NO+ Na2O2 = 2NaNO2 ;
② 酸性條件下,NO和NO2都能與MnO4一反應(yīng)生成NO3一和Mn2+·
(1)使用銅絲的優(yōu)點(diǎn)是 。
(2)裝置A中反應(yīng)方程式為 。
裝置C 中盛放的藥品是 ;(填字母代號(hào))
A.濃硫酸 B.NaOH 溶液 C.水 D.四氯化碳
儀器F的作用 。
(3)該小組稱取5.000g制取的樣品溶于水配成250.0 mL溶液,取25.00mL溶液于錐形瓶中,用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液進(jìn)行滴定,實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如下表所示:
滴定次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 |
消耗KMnO4溶液體積/mL | 20.70 | 20.12 | 20.00 | 19.88 |
① 第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,造成這種異常的原因可能是 (填字母代號(hào))。
A.錐形瓶洗凈后未干燥
B.酸式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗
C.滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù)
②酸性KMnO4溶液滴定亞硝酸鈉溶液的離子方程式為 。
③該樣品中亞硝酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),4min時(shí)測(cè)得D的濃度為0.4mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率是0.1mol/(L.min),列式計(jì)算:
(1)x=__________;
(2)B在這4min內(nèi)的平均反應(yīng)速率__________;
(3)此時(shí)A的濃度及反應(yīng)開(kāi)始前容器中A、B的物質(zhì)的量__________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】研究人員發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池,其總反應(yīng)為:5MnO2 +2Ag+2NaCl =Na2 Mn5O10 +2AgCl。如圖用“水”電池為電源電解NaCI溶液的實(shí)驗(yàn)中,X電極上有無(wú)色氣體逸出。下列有關(guān)分析正確的是( )
A.I為負(fù)極,其電極反應(yīng)式為Ag十Cl-+e-=AgCl
B.“水”電池內(nèi)Na+不斷向負(fù)極作定向移動(dòng)
C.每轉(zhuǎn)移1mole-,U型管中消耗0.5mol H2O
D.開(kāi)始時(shí)U型管中Y極附近pH逐漸增大
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一定條件下,將3molA和1molB兩種氣體混合于固定容積為2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)。2min末該反應(yīng)達(dá)到平衡,生成0.8molD,并測(cè)得C的濃度為0.2mol/L。下列判斷正確的是
A. 從開(kāi)始到平衡A的平均反應(yīng)速率為0.3mol/(Ls)
B. 從開(kāi)始到平衡B的轉(zhuǎn)化率為60%
C. 此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式
D. 若混合氣體的密度不再改變時(shí),該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】豐富的CO2完全可以作為新碳源,解決當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的碳源(石油和天然氣)到本世紀(jì)中葉將枯竭的危機(jī)。
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2和H2在230℃催化劑條件下轉(zhuǎn)化生成甲醇(CH3OH)蒸汽和水蒸氣CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下圖表示恒壓容器中充入1mol CO2和3 mol H2,轉(zhuǎn)化率達(dá)50%時(shí)的能量變化示意圖。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
(2)另外工業(yè)上還可用CO和H2制備甲醇。 反應(yīng)為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),
某溫度下,在容積為2L的恒容密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng),其相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)下圖:
① t min至2t min時(shí)速率變化的原因可能是 ;
② 3t min時(shí)對(duì)反應(yīng)體系采取了一個(gè)措施,至4t min時(shí)CO的物質(zhì)的量為0.5mol,請(qǐng)完成上圖CO的曲線。
(3)CO2在一定條件下,還可以與H2合成二甲醚:
2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)。
將2.5 mol H2與b mol CO2置于容積為1 L的密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
① 降溫時(shí),上述平衡向_________方向移動(dòng)(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)。
②表中x、y的大小關(guān)系為_(kāi)________。
A.x=y(tǒng) B.x>y C.x<y D.無(wú)法判斷
③表中x、y、z、w對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為Kx、Ky、Kz、Kw,它們之間的大小關(guān)系為_(kāi)__________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生兩個(gè)平衡反應(yīng),分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CO2(g)+3 H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I
CO2(g)+ H2(g) CO(g)+H2O(g)ΔH2 II
某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2,經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
【備注】Cat.1:Cu/ZnO納米棒;Cat.2:Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醛的百分比
已知:①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O(l) H2O(g) ΔH3=44.0kJ·mol-1
請(qǐng)回答(不考慮溫度對(duì)ΔH的影響):
(1)反應(yīng)I的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ;反應(yīng)II的ΔH2= kJ·mol-1。
(2)有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有 。
A.使用催化劑Cat.1 B.使用催化劑Cat.2 C.降低反應(yīng)溫度
D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度 E.增大CO2和H2的初始投料比
(3)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在相同溫度下不同的催化劑對(duì)CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響,其原因是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在四個(gè)不同容器中,不同條件下進(jìn)行合成氨反應(yīng)。根據(jù)在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)定的結(jié)果判斷生成氨的速率最快的是 ( )
A.v(N2)=0.1mol·L-1·s-1 B.v(H2)=0.1mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=0.15mol·L-1·min-1 D.v(H2)=0.3mol·L-1·min-1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用1L 1.0molL-1NaOH溶液吸收0.8molSO2,所得溶液中的SO32-和HSO3-的物質(zhì)的量濃度之比最接近于( )
A.2:1 B.1:3 C.3:2 D.2:3
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