氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:
(1)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为___________________。
(2)氢气能源有很多优点,佴是氢气直接燃烧的能量转化率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:_______________________________________。
(3)在一定条件下,1mol某金属氢化物MHX与ymolH2发生储氢反应生成1 mol新的金属氢化物,写出该反应的化学反应方程式:___________________________________。
(4)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑,工作原理如图所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42−,镍电极有气泡产生。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH−)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是_______。
高三化学填空题中等难度题
[2016·天津]氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:
(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是 (至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式: 。
(2)氢气可用于制备H2O2。已知:
H2(g)+A(l) B(l) ΔH1
O2(g)+B(l) A(l)+H2O2(l) ΔH2
其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+O2(g) H2O2(l)的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是 。
a.容器内气体压强保持不变
b.吸收y mol H2只需1 mol MHx
c.若降温,该反应的平衡常数增大
d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)
(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为 。
(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4。同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH−+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH−)降低的区域在 (填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为 。
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因: 。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:
(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是_________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:____________。
(2)氢气可用于制备H2O2。已知:
H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1
O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2
其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH____0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是________。
a.容器内气体压强保持不变
b.吸收y mol H2只需1 mol MHx
c.若降温,该反应的平衡常数增大
d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)
(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为_______。
(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42−,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH−)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是_______。
③c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:_____________。
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氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:
(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是_________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:____________。
(2)氢气可用于制备H2O2。已知:
H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1
O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2
其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH____0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是________。
a.容器内气体压强保持不变
b.吸收y mol H2只需1 mol MHx
c.若降温,该反应的平衡常数增大
d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)
(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为_______。
(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH− FeO42−+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42−,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH−)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是_______。
③c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c( Na2FeO4)低于最高值的原因:_____________。
高三化学简答题极难题查看答案及解析
氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、保存和应用三个环节。回答下列问题:
(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是______________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量及转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:_____________________________。
(2)氢气可用于制备H2O2。已知:H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1 O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2,其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+ O2(g)=H2O2(l)的ΔH____0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g)=MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是________。
a.容器内气体压强保持不变 b.吸收y mol H2只需1 mol MHx
c.若降温,该反应的平衡常数增大 d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)
(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为_______。
(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH− FeO42−+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42−,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是________________。
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:_______________________________________________。
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氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:
(1)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为___________________。
(2)氢气能源有很多优点,佴是氢气直接燃烧的能量转化率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:_______________________________________。
(3)在一定条件下,1mol某金属氢化物MHX与ymolH2发生储氢反应生成1 mol新的金属氢化物,写出该反应的化学反应方程式:___________________________________。
(4)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑,工作原理如图所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42−,镍电极有气泡产生。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH−)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是_______。
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氢能是发展中的新能源,它的利用包括氯的制备、应用等环节。回答下列问题:
(1)氢气的制备
以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示。
反应Ⅱ包含两步反应:
①H2SO4(1)=SO3(g)+H2O(g) ΔH=177kJ/mol
②2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g) △H=196kJ/mol
写出反应Ⅱ的热化学反应方程式__________
(2)氯气的应用
CO2加氢制备甲酸(HCOOH)可用于回收利用CO2。温度为T1时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) △H,化学平衡常数K=1
实验测得:v正=k正·c(CO2)·c(H2), v逆=k逆·c(HCOOH),k正、k逆为速率常数。
①当CO2的转化率为33.3%时,HCOOH的体积分数为_____(保留整数)。
②T1时,k逆=_________(用k正表示)。当升高温度至T2时,k逆=0.9k正,则△H____0(填“>”、“<"或“=”)。
③采用电还原法也可将CO2转化为甲酸根,用Sn为阴极、Pt为阳极,KHCO3溶液为电解液进行电解。CO2应通入______区(填“阳极”或“阴极”),其电极反应式为__________
④可用NaHCO3代替CO2作为碳源加氢制备甲酸。向反应器中加入NaHCO3水溶液、A1粉、Cu粉,在300℃下反应。NaHCO3用量一定时,Al、Cu的用量对碳转化量影响结果如图。由图可知,曲线d相对其它三条曲线碳转化量变化不大的主要原因是__________,当碳转化量为30%时所采用的实验条件是____________。
。
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[化学——物质结构与性质](13分)
氢能是一种洁净的可再生能源,制备和储存氢气是氢能开发的两个关键环节。
Ⅰ.氢气的制取
(1)水是制取氢气的常见原料,下列说法正确的是 (填序号)。
A.H3O+的空间构型为三角锥形
B.水的沸点比硫化氢高
C.冰晶体中,1 mol水分子可形成4 mol氢键
(2)科研人员研究出以钛酸锶为电极的光化学电池,用紫外线照射钛酸锶电极,使水分解产生氢气。已知钛酸锶晶胞结构如图,则其化学式为 。
Ⅱ.氢气的存储
(3)Ti(BH4)2是一种储氢材料。
①Ti原子在基态时的核外电子排布式是 。
②Ti(BH4)2可由TiCl4和LiBH4反应制得,TiCl4 熔点-25.0℃,沸点136.94℃,常温下是无色液体,则TiCl4晶体类型为 。
(4)最近尼赫鲁先进科学研究中心借助ADF软件对一种新型环烯类储氢材料(C16S8)进行研究,从理论角度证明这种分子中的原子都处于同一平面上(结构如图所示),每个平面上下两侧最多可储存10个H2分子。
①元素电负性大小关系是:C S(填“>”、“=”或“<”)。
②分子中C原子的杂化轨道类型为 。
③有关键长数据如下:
C—S | C=S | C16S8中碳硫键 | |
键长/pm | 181 | 155 | 176 |
从表中数据可以看出,C16S8中碳硫键键长介于C—S与C=S之间,原因可能是: 。
④C16S8与H2微粒间的作用力是 。
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[化学——物质结构与性质](13分)
氢能是一种洁净的可再生能源,制备和储存氢气是氢能开发的两个关键环节。
Ⅰ 氢气的制取
(1)水是制取氢气的常见原料,下列说法正确的是 (填序号)。
A.H3O+的空间构型为三角锥形
B.水的沸点比硫化氢高
C.冰晶体中,1 mol水分子可形成4 mol氢键
(2)科研人员研究出以钛酸锶为电极的光化学电池,用紫外线照射钛酸锶电极,使水分解产生氢气。已知钛酸锶晶胞结构如图,则其化学式为 。
Ⅱ 氢气的存储
(3)Ti(BH4)2是一种储氢材料。
①Ti原子在基态时的核外电子排布式是 。
②Ti(BH4)2可由TiCl4和LiBH4反应制得,TiCl4 熔点-25.0℃,沸点136.94℃,常温下是无色液体,则TiCl4晶体类型为 。
(4)最近尼赫鲁先进科学研究中心借助ADF软件对一种新型环烯类储氢材料(C16S8)进行研究,从理论角度证明这种分子中的原子都处于同一平面上(结构如图所示),每个平面上下两侧最多可储存10个H2分子。
①元素电负性大小关系是:C S(填“>”、“=”或“<”)。
②分子中C原子的杂化轨道类型为 。
③有关键长数据如下:
C—S | C=S | C16S8中碳硫键 | |
键长/pm | 181 | 155 | 176 |
从表中数据可以看出,C16S8中碳硫键键长介于C—S与C=S之间,原因可能是: 。
④C16S8与H2微粒间的作用力是 。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
已知一氧化碳与水蒸气的反应为:CO(g)+H2O (g)CO2 (g)+H2 (g),在427℃时的平衡常数是9.4。回答下列问题:
(1)氢气作为燃料与汽油相比,其优点是__________________________(答一条即可)。
(2)800℃时,在容积为2.0L的密闭容器中充入2.0mlCO(g)和3.0molH2O(g),保持温度不变,4min后
反应达到平衡,测得CO的转化率为60%。
①4min内H2的平均化学反应速率为__________mol/(L·min)。
②800℃时该反应的平衡常数值为__________。请结合题中的信息判断该反应的△H__________0。
(3)一定条件下,设起始加入二氧化碳和氢气且= Z,在恒压下.平衡时CO2的体积分数φ(CO2) 与Z和T(温度)的关系如图所示,下列说法正确的是__________。
A.该反应的焓变△H>0
B.图中Z的大小为b>3>a
C.图中x 点对应的平衡混合物中 = 3
D.温度不变时,图中x点对应的平衡在加压后φ(CO2)减小
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已知一氧化碳与水蒸气的反应为:CO(g)+H2O (g)CO2 (g)+H2 (g),在427℃时的平衡常数是9.4。回答下列问题:
(1)氢气作为燃料与汽油相比,其优点是__________________________(答一条即可)。
(2)800℃时,在容积为2.0L的密闭容器中充入2.0mlCO(g)和3.0molH2O(g),保持温度不变,4min后
反应达到平衡,测得CO的转化率为60%。
①4min内H2的平均化学反应速率为__________mol/(L·min)。
②800℃时该反应的平衡常数值为__________。请结合题中的信息判断该反应的△H__________0。
(3)一定条件下,设起始加入二氧化碳和氢气且= Z,在恒压下.平衡时CO2的体积分数φ(CO2) 与Z和T(温度)的关系如图所示,下列说法正确的是__________。
A.该反应的焓变△H>0
B.图中Z的大小为b>3>a
C.图中x 点对应的平衡混合物中 = 3
D.温度不变时,图中x点对应的平衡在加压后φ(CO2)减小
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