太阳能光电池由于具有充电快、寿命长等特点,适于很多特殊环境和场合,现已得到广泛应用。氮化稼(GaN)光电池的结构如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 该装置系统中只存在两种能量转化
B. Cu电极上的电极反应为:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
C. 离子交换膜为质子交换膜,H+从右池移向左池
D. 常温下,当装置中有lmolCH4生成时,GaN电极有44.8LO2生成(不考虑O2的溶解性〕
高三化学选择题中等难度题
太阳能光电池由于具有充电快、寿命长等特点,适于很多特殊环境和场合,现已得到广泛应用。氮化稼(GaN)光电池的结构如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 该装置系统中只存在两种能量转化
B. Cu电极上的电极反应为:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
C. 离子交换膜为质子交换膜,H+从右池移向左池
D. 常温下,当装置中有lmolCH4生成时,GaN电极有44.8LO2生成(不考虑O2的溶解性〕
高三化学选择题中等难度题查看答案及解析
太阳能光电池由于具有充电快、寿命长等特点,适于很多特殊环境和场合,现已得到广泛应用。氮化稼(GaN)光电池的结构如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 该装置系统中只存在两种能量转化
B. Cu电极上的电极反应为:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
C. 离子交换膜为质子交换膜,H+从右池移向左池
D. 常温下,当装置中有lmolCH4生成时,GaN电极有44.8LO2生成(不考虑O2的溶解性〕
高三化学选择题中等难度题查看答案及解析
太阳能光电池由于具有可靠性高、寿命长等特点,适于很多特殊环境和场合,现已得到广泛应用。氮化镓(GaN)光电池的结构如图所示。下列说法中正确的是
A.离子交换膜为质子交换膜,H+从右池移向左池
B.Cu电极上的电极反应为:CO2 + 8e− + 8H+CH4 + 2H2O
C.该装置系统中只存在两种能量转化
D.常温下,当装置中有1 mol CH4生成时,GaN电极有44.8 L O2生成(不考虑O2的溶解性)
高三化学选择题中等难度题查看答案及解析
太阳能光电池具有可靠稳定、寿命长、安装维护简便等优点,现已得到广泛应用。氮化镓(GaN)光电池的结构如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 该装置系统中只存在光能与电能之间的转化
B. Cu电极:CO2+8H+-8e-=CH4+2H2O
C. 工作时,产生的O2、CH4体积比为1∶1(同温同压)
D. 离子交换膜为质子交换膜,H+从左池移向右池
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
[化学——选修3:物质结构与性质]
氮的化合物在生产、生活中有广泛应用。
(1)氮化镓(GaN)是新型的半导体材料。基态氮原子的核外电子排布图为____;基态镓(Ga)原子的核外具有____种不同能量的电子。
(2)乙二氨的结构简式为(H2N-CH2-CH2-NH2,简写为en)。
①分子中氮原子轨道杂化类型为____;
②乙二氨可与铜离子形成配合离子[Cu(en)2]2+,其中提供孤电子对的原子是____,配合离子结构简式为____;
③乙二氨易溶于水的主要原因是____。
(3)氮化硼(BN)是一种性能优异、潜力巨大的新型材料,主要结构有立方氮化硼(如图1)和六方氮化硼(如图2),前者类似于金刚石,后者与石墨相似。
①图1中氮原子的配位数为____,离硼原子最近且等距离的硼原子有____个;
②已知六方氮化硼同层中B与N之间的距离为acm,密度为dg•cm-3,则相邻层与层之间的距离为____pm(列出表达式)。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
(15分)纳米级Cu2 O 粉末,由于量子尺寸效应,其具有特殊的光学、电学及光电化学性质,在太阳电池、传感器、超导体、制氢和电致变色、环境中处理有机污染物等方面有着潜在的应用。
Ⅰ.纳米氧化亚铜的制备
(1)四种制取Cu2O的方法如下:
①火法还原。用炭粉在高温条件下还原CuO;
②最新实验研究用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出N2。
已知:N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) △H=-a kJ/mol
Cu(OH)2(s)CuO(s)+H2O(l) △H=b kJ/mol
4CuO(s)2Cu2O(s)+O2(g) △H=c kJ/mol
则该方法制备Cu2O的热化学方程式为。
③工业中主要采用电解法:用铜和钛作电极,电解氯化钠和氢氧化钠的混合溶液,电解总方程式为:2Cu+H2OCu2O+H2↑,则阳极反应式为:________。
④还可采用Na2SO3还原CuSO4法:将Na2SO3 和CuSO4加入溶解槽中,制成一定浓度的溶液,通入蒸气加热,于100℃~104℃间反应即可制得。写出该反应的化学方程式:________。
Ⅱ.纳米氧化亚铜的应用
(2)用制得的Cu2O进行催化分解水的实验
①一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入10. 0 mol水蒸气,发生反应:
2H2O(g) 2H2(g)+O2(g) △H=+484 kJ·mol-1
T1温度下不同时段产生O2的量见下表:
时间/min | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(O2)/mol | 1.0 | 1.6 | 2.0 | 2.0 |
前20 min的反应速率 v(H2O)=________;该该温度下,反应的平衡常数的表达式K=________;若T2温度下K=0.4,T1 ________T2(填>、<、=)
②右图表示在t1时刻达到平衡后,只改变一个条件又达到平衡的不同时段内,H2的浓度随时间变化的情况,则t1时平衡的移动方向为________,t2时改变的条件可能为________;若以K1、K2、K3分别表示t1时刻起改变条件的三个时间段内的平衡常数,t3时刻没有加入或减少体系中的任何物质,则K1、K2、K3的关系为________;
③用以上四种方法制得的Cu2O在其它条件相同下分别对水催化分解,产生氢气的速率v随时间t变化如图所示。下列叙述正确的是。
A.方法③、④制得的Cu2O催化效率相对较高
B.方法④制得的Cu2O作催化剂时,水的平衡转化率最高
C.催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有
D.Cu2O催化水分解时,需要适宜的温度
高三化学填空题简单题查看答案及解析
新型锂空气电池具有使用寿命长、可在自然空气环境下工作的优点。其原理如图所示(电解质为离子液体和二甲基亚砜),电池总反应为:下列说法不正确的是( )
A.充电时电子由Li电极经外电路流入Li2O2
B.放电时正极反应式为2Li++O2 +2e-=Li2O2
C.充电时Li电极与电源的负极相连
D.碳酸锂涂层既可阻止锂电极的氧化又能让锂离子进入电解质
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
新型锂空气电池具有使用寿命长、可在自然空气环境下工作的优点。其原理如图所示(电解质为离子液体和二甲基亚砜),电池总反应为:下列说法不正确的是( )
A.充电时电子由Li电极经外电路流入Li2O2
B.放电时正极反应式为2Li++O2 +2e-=Li2O2
C.充电时Li电极与电源的负极相连
D.碳酸锂涂层既可阻止锂电极的氧化又能让锂离子进入电解质
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
金属镓(31Ga)是一种广泛应用于电子工业的重要金属,其化学性质与铝相似。
(1)工业上利用Ga与NH3合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时有氢气生成。反应中消耗1molNH3放出15.4kJ的热量。
①该反应的热化学方程式为____________________________;其平衡常数表达式为_____________。
②氮化镓(GaN)性质稳定,但能缓慢的溶解在热的NaOH溶液中,该反应的离子方程式是_________________________。
③0.1mol/L的氨水中加入少量的NH4Cl固体,溶液的pH_________(填“升高”或“降低”);若加入少量明矾,溶液中NH4+的浓度___________(填“增大”或“减小”)。
(2)将一块镓铝合金完全溶于烧碱溶液中得到X溶液。已知:Al(OH)3、Ga(OH)3的酸式电离常数分别为2×10-11、1×10-7,则往X溶液中缓缓通入CO2,最先析出的氢氧化物是______。
(3)工业上以电解精炼法提炼镓的原理如下:以待提纯的粗镓(内含Zn、Fe、Cu杂质)在阳极溶解,通过某种离子迁移技术到达阴极并在阴极放电析出高纯镓。
①已知离子氧化性顺序为:Zn2+2+2+2+,电解精炼镓时阳极泥的成分是_____________。
②GaO2-在阴极放电的电极方程式是________________________。
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
GaN凭借其出色的功率性能、频率性能以及散热性能,在光电领域和高频微波器件应用等方面有广阔的前景。
(1) Johnson等人首次在1100℃下用镓与氨气制得氮化镓,该可逆反应每生成1 mol H2放出10.3 kJ热量。该反应的热化学方程式是_____。(己知金属镓的熔点是29.8℃,沸点是2403℃;氮化镓的熔点为1700℃)
(2)在恒容密闭容器中,加入一定量的液态镓与氨气发生上述反应,测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强(p)、温度(T)的关系如图所示(已知图中T1和T2的温度均小于1700℃)。
①下列说法正确的是________(填标号)。
a.相同条件下,Ga(OH)3 的碱性比Al(OH)3强
b.当c(NH3)=c(H2)时,一定达到了化学平衡状态
c. A点和C点化学平衡常数的关系是:KA< KC
d.温度一定时,达平衡后再充入氦气(氦气不参与反应),NH3的转化率增大.
②气相平衡中用组分的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp),已知在T1℃时体系的压强初始压强为a Pa,则B点的Kp=____(用含a表示且保留2位有效数字)。
(3)电解精炼法提纯镓是工业上常用的方法。具体原理如图所示:
已知:金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu;镓化学性质与铝相似。
①M为电源的_______极,电解精炼镓时产生阳极泥的主要成分是________。
②电解过程中阳极产生的离子迁移到达阴极并在阴极析出高纯镓。请写出电解过程的阴极的电极反应__________。
③电解过程中需控制合适的电压,若电压太高时阴极会产生H2导致电解效率下降。若外电路通过0.2mole时,阴极得到3.5g的镓。则该电解装置的电解效率η=_________(η=生成目标产物消耗的电子数+转移的电子总数)。
高三化学综合题困难题查看答案及解析