【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(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)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(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:____________。

(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(chǔ)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(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“陽極室”)。

②電解過程中,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;來源廣;資源豐富;燃燒熱值高(任寫其中2個(gè));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(diǎn):c(OH-)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢(或N點(diǎn):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(diǎn)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) ΔH1,②O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2,兩反應(yīng)的ΔS<0,根據(jù)ΔG=ΔHTΔS,因?yàn)榫鶠閮煞磻?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(shí)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(cuò)誤;c.降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),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(dòng),v(放氫)<v(吸氫),錯(cuò)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(shí)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(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-)過高,鐵電極上有氫氧化鐵生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】坩堝是實(shí)驗(yàn)室用于灼燒或熔融固體物質(zhì)的常用儀器,材質(zhì)很多,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)加以選擇。下列坩堝能用于熔融燒堿的是

A. 普通玻璃坩堝B. 石英坩堝

C. 陶瓷坩堝D. 鐵坩堝

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列儀器:①漏斗 ②容量瓶 ③蒸餾燒瓶 ④坩堝⑤分液漏斗⑥燃燒匙常用于物質(zhì)分離的是(
A.①③④
B.①②⑥
C.①③⑤
D.③⑤⑥

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溶液中存在大量的NH4+ , SO42- , Cl- , 該溶液中還可能大量存在的離子是( )
A.OH-
B.Ba2+
C.K+
D.Ag+

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一定條件下,容積為2L的密閉容器中,將2molM氣體和3molN氣體混合,發(fā)生下列反應(yīng):2M(g) + 3N(g)xQ(g) + 3R(g),該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成2.4molR,并測得Q濃度為0.4 mol·L-1,下列敘述正確的是

A. X值為2 B. 容器內(nèi)壓強(qiáng)不變

C. 平衡時(shí)N的濃度為0.6mol/L D. M的轉(zhuǎn)化率為80%

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Ⅰ. 埃及人澤維爾用激光閃爍照相機(jī)拍攝到化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵斷裂和形成的過程,因而獲得1999年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。激光有很多用途,例如波長為10.3 微米的紅外激光能切斷B(CH3)3分子中的一個(gè)B-C鍵,使之與HBr發(fā)生取代反應(yīng):B(CH3)3+HBrB(CH3)2Br+CH4

而利用9.6微米的紅外激光卻能切斷兩個(gè)B-C鍵,并與HBr發(fā)生二元取代反應(yīng)。

(1)試寫出B(CH3)3與HBr二元取代的化學(xué)方程式:___________________

(2)利用5.6 g B(CH3)3和9.72 g HBr正好完全反應(yīng),則生成物中甲烷的物質(zhì)的量為____。其他兩種產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為___________

Ⅱ.橡膠可用于制造汽車內(nèi)胎,合成丁基橡膠的一種單體A的分子式為C4H8,A氫化后得到2甲基丙烷。完成下列填空:

(1)A可以聚合,寫出A的兩種聚合方式(以化學(xué)方程式表示):____________________

(2)A與某烷發(fā)生反應(yīng)生成分子式為C8H18的物質(zhì)B,B的一鹵代物只有4種,且碳鏈不對(duì)稱。寫出B的結(jié)構(gòu)簡式_______________。

(3)寫出將A通入下列兩種溶液后出現(xiàn)的現(xiàn)象。

A通入溴水:______________;A通入溴的四氯化碳溶液:________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L固定體積的容器中混合,并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)2A(g)+B(g)2C(g)。若經(jīng)2s后測得C的濃度為0.6 mol L-1,現(xiàn)有下列幾種說法,其中正確的是

A.用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.6 mol (L s)-1

B.2 s時(shí)物質(zhì)B的濃度為1.4 mol L-1

C.2 s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%

D.2 s時(shí)物質(zhì)A的體積分?jǐn)?shù)為

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】按電子排布,可把周期表里的元素劃分成5個(gè)區(qū),以下元素屬于d區(qū)的是(

A. FeB. MgC. CuD. As

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知在熱的堿性溶液中, NaClO 發(fā)生反應(yīng): 3NaClO=2NaCl+NaClO3。在相同條件下NaClO2也能發(fā)生類似的反應(yīng),其最終產(chǎn)物是( )

A. NaCl、 NaClO B. NaCl、 NaClO3 C. NaClO、 NaClO3 D. NaClO3、 NaClO4

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案