近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:_________________________________________。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2_______p 1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是________________。
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i.SO2+4I-+4H+===S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+_________===_________+_______+2I-
(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
A | B | C | D | |
试剂组成 | 0.4 mol·L-1 KI | a mol·L-1 KI 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 KI 0.0002 mol I2 |
实验现象 | 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 | 溶液变黄,出现浑浊较A快 | 无明显现象 | 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快 |
①B是A的对比实验,则a=__________。
②比较A、B、C,可得出的结论是______________________。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:________________。
高一化学综合题中等难度题
近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:_________________________________________。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2_______p 1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是________________。
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i.SO2+4I-+4H+===S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+_________===_________+_______+2I-
(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
A | B | C | D | |
试剂组成 | 0.4 mol·L-1 KI | a mol·L-1 KI 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 KI 0.0002 mol I2 |
实验现象 | 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 | 溶液变黄,出现浑浊较A快 | 无明显现象 | 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快 |
①B是A的对比实验,则a=__________。
②比较A、B、C,可得出的结论是______________________。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:________________。
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研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储,过程如下:
请回答下列问题:
(1)工业生产H2SO4时最后一步反应的化学方程式是_______________________。
(2)反应Ⅰ的化学方程式是_________________。其中氧化产物与还原产物的物质的量之比是________________________。
(3)反应Ⅱ为歧化反应,其中硫元素的化合价是由____________到________________。
(4)反应Ⅲ中硫在氧气中燃烧现象是________________________________。检验生成的二氧化硫的方法是_________________________________________________。观察到的现象是_______________________________。
(5)上述过程中有__________种形式的能量转化,此过程中可能造成一种环境问题是_____________________________。
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我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间站的零排放,循环利用人体呼出的CO2并提供O2,我国科学家设计了一种装置(如下图),实现了“太阳能一电能一化学能”转化,总反应方程式为2CO2=2CO+O2 。关于该装置的下列说法正确的是
A.图中N型半导体为正极,P型半导体为负极
B.图中离子交换膜为阳离子交换膜
C.反应完毕,该装置中电解质溶液的碱性增强
D.人体呼出的气体参与X电极的反应:CO2+2e-+H2O=CO+2OH-
高一化学单选题困难题查看答案及解析
利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。某研究小组设计了如下图所示的循环系统实现光分解水制氢。反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供,反应体系中I2和Fe3+等可循环使用。
(1)写出电解池A、电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式。
(2)若电解池A中生成3.36 L H2(标准状况),试计算电解池B中生成Fe2+的物质的量。
(3)若循环系统处于稳定工作状态时,电解池A中流入和流出的HI浓度分别为a mol·L-1和b mol·L-1,光催化反应生成Fe3+的速率为c mol·L-1,循环系统中溶液的流量为Q(流量为单位时间内流过的溶液体积)。试用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q。
高一化学填空题困难题查看答案及解析
如图所示的过程是目前直接利用太阳能的研究热点。人们把通过人工光化学手段合成燃料的过程叫做人工光合作用。
(1)在上图构想的物质和能量循环中太阳能最终转化为____________能。
(2)人工光合作用的途径之一就是在催化剂和光照条件下,将CO2和H2O转化为CH3OH,该反应的化学方程式为:2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(g)+3O2(g)。
一定条件下,在2L密闭容器中进行上述反应,测得n(CH3OH)随时间的变化如下表所示:
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
n(CH3OH)/mol | 0.000 | 0.040 | 0.070 | 0.090 | 0.100 | 0.100 | 0.100 |
①用CH3OH表示0~3 min内该反应的平均反应速率为______________________。
②能说明该反应已达到平衡状态的是_______________。
a.v正(H2O)=2v逆(CO2) b.n(CH3OH) :n(O2)=2 :3
c.容器内密度保持不变 d.容器内压强保持不变
(3)用人工光合作用得到的甲醇、氧气和稀硫酸制作燃料电池,则甲醇应通入该燃料电池的____极(填“正”或“负”),通入氧气的一极的电极反应式为_______________。
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如图所示的过程是目前直接利用太阳能的研究热点。人们把通过人工光化学手段合成燃料的过程叫做人工光合作用。
(1)在上图构想的物质和能量循环中太阳能最终转化为____________能。
(2)人工光合作用的途径之一就是在催化剂和光照条件下,将CO2和H2O转化为CH3OH,该反应的化学方程式为:2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(g)+3O2(g)。
一定条件下,在2 L密闭容器中进行上述反应,测得n(CH3OH)随时间的变化如表所示:
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
n(CH3OH)/mol | 0.000 | 0.040 | 0.070 | 0.090 | 0.100 | 0.100 | 0.100 |
①用CH3OH表示0~3 min内该反应的平均反应速率为______________________。
②能说明该反应已达到平衡状态的是_______________。
a.v正(H2O)=2v逆(CO2) b.n(CH3OH):n(O2)=2:3
c.容器内密度保持不变 d.容器内压强保持不变
(3)我国科学家用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如表。
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加____________助剂效果最好;
②加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是____________。
(4)用人工光合作用得到的甲醇、氧气和稀硫酸制作电池,则甲醇应通入该电池的____极(填“正”或“负”),溶液中的H+流向该电池的____极(填“正”或“负”)通入氧气的一极的电极反应式为_______________。
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有专家指出,如果对燃烧产物如二氧化碳、水、氮气等利用太阳能使它们重新组合,使之能够实现,可以节约燃料,缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为( )
A. 化学能 B. 热能 C. 生物质能 D. 电能
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能源是当今社会发展的三大支柱之一。有专家指出:如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等能够实现利用太阳能让它们重新组合(如图),可以节约燃料,缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为
A.化学能 B.电能 C.生物质能 D.热能
高一化学选择题简单题查看答案及解析
能源是当今社会发展的三大支柱之一。有专家指出:如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等能够实现利用太阳能让它们重新组合(如图),可以节约燃料,缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为
A.化学能 B.电能 C.生物质能 D.热能
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某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气,化学方程式为:Ca(ClO)2+ CaCl2+ 2H2SO4 2CaSO4 + 2Cl2↑+ 2H2O,他们设计如下实验用于制取氯气并验证其性质。
试回答:
(1)该实验中A部分的装置是________(填写装置的序号)。
(2)B中的实验现象为___________________________ 。
(3)用离子方程式表示C中亚硫酸钠被氧化的主要原因,_____________________。请你帮助他们设计一个实验,证明洗气瓶C中的亚硫酸钠已被氧化(简述实验步骤)_____________。
(4)请根据题意画出D处的实验装置图,并注明盛放的物质______。
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