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13.科学家用氮化镓材料与铜组装成如图的人工光合系统,实现了以CO2和H2O为原料合成CH4.下列有关说法中正确的是(  )
A.该装置是将化学能转化为电能
B.氮化镓电极是阳极
C.铜电极表面的电极反应式为CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O
D.可用盐酸作该装置的电解液

分析 该装置中,根据电子流向知,GaN是负极、Cu是正极,负极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,正极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O,电解质溶液中阳离子向正极移动,据此分析解答.

解答 解:A.根据图知,该装置中有太阳能转化为化学能、化学能转化为电能,故A错误;
B.根据电子流向知,GaN是负极,故B错误;
C.Cu是正极,正极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O,故C正确;
D.由于负极Cl-的放电强于OH-,导致生成氯气,所以不能用盐酸作电解液,故D错误;
故选C.

点评 本题考查化学电源新型电池,明确原电池原理、电极反应等即可解答,难点是电极反应式的书写,题目难度中等,侧重于考查学生对原电池原理的应用能力.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.已知发生以下转化

已知B的分子式为C3H8O,能与金属钠反应,且B的结构为一条直链,回答下列问题
(1)A的结构简式为CH3CH=CH2,A中最少有6个原子共平面,最多有7个原子共平面;
(2)试推测A的结构和性质,下列说法不正确的是(  )
a、与氯化氢反应只有一种产物  b、能使酸性高锰钾溶液腿色  c、能使溴水褪色   d、能发生加成反应
(3)写出A、B、C化合物中官能团的名称:A中官能团碳碳双键;C中官能团醛基;
(4)写出反应的化学方程式
①:CH3CH=CH2+H2O$\stackrel{催化剂}{→}$CH3CH2CH2OH反应类型:加成反应
②:2CH3CH2CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CH2CHO+2H2O反应类型:氧化反应
③:CH3COOH+CH3CH2CH2OH$→_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH2CH3+H2O反应类型:酯化反应
(5)乙酸丙酯中能与NaHCO3反应的同分异构体有4种.
(6)E是B的同系物,与B相差一个CH2,且E不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则E的结构简式为(CH33COH.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.锰锌铁氧体是应用广泛的高性能磁性材料.现以a kg废旧碱性锌锰电池为原料(含锰元素的物质:MnO2占b%,MnOOH占c%)制备锰锌铁氧体,主要流程如图:

(1)酸浸废电池时,被溶解生成Zn2+的物质有Zn、Zn(OH)2,SO2的作用是D(填字母编号).
A.漂白剂         B.沉淀剂          C.氧化剂         D.还原剂
(2)除汞是以氮气为载体吹入滤液带出汞蒸汽,经KMnO4溶液吸收而实现的.如图是KMnO4溶液处于不同pH时对应的单位时间Hg去除率变化图,图中物质为Hg与MnO${\;}_{4}^{-}$在该pH范围反应的主要产物.

①pH<6时反应的离子方程式为5Hg+2MnO4-+16H+=5Hg2++2Mn2++8H2O.
②汞的去除速率随pH变化的规律是随pH增大,汞的去除速率先减小后增大.
(3)锌锰干电池中MnO2可以用碳酸锰在空气中煅烧制得.
已知25℃,101 kPa时:2MnO(s)+O2(g)═2MnO2(s)△H=-272.0kJ/mol
MnCO3(s)═MnO(s)+CO2(g)△H=+116.6kJ/mol
碳酸锰在空气中煅烧反应生成MnO2的热化学方程式是2MnCO3(s)+O2(g)═2MnO2(s)+2CO2(g)△H=-38.8 kJ/mol.
(4)x=0.2的锰锌铁氧体具有较高的饱和磁场强度,该锰锌铁氧体的组成用氧化物形式(最简整数比)表示为MnO•4ZnO•5Fe2O3.若制得这种锰锌铁氧体的质量为100kg,在制取过程中不考虑损耗,需补充硫酸锰晶体(MnSO4•H2O)169×($\frac{20}{239}$-$\frac{ab%}{87}$-$\frac{ac%}{88}$) kg.(只列出计算式)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.已知:C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g). T℃时.某研究小组向一恒容真空容器中充入NO和足量的碳单质,恒温条件下测得不同时间各物质的浓度如表.
浓度/mol•L-1
时间/min
NON2CO2
01.0000
100.580.210.21
200.400.300.30
300.400.300.30
350.320.340.15
(1)0~10min以V(NO)表示的平均反应速率为0.042mol/(L•min).
(2)根据表中数据,计算平衡时的NO转化率为60%.
(3)根据表中数据,计算T℃时该反应的平衡常数为0.56.
(4)30~35min改变的实验条件是分离出CO2

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

8.目前,汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2,化学方程式如下:2NO+2CO$\stackrel{催化剂}{?}$2CO2+N2.为研究如何提高该转化过程反应速率,某课题组进行了以下实验探究.
【资料查阅】①不同的催化剂对同一反应的催化效率不同;
②使用相同的催化剂,当催化剂质量相等时,催化剂的比表面积对催化效率有影响.
【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律,设计了以下对比实验.
(1)完成以下实验设计表(表中不要留空格).
实验编号实验目的T/℃NO初始浓度
mol/L
CO初始浓度
mol/L
同种催化剂的比表面积m2/g
为以下实验作参照2806.50×10-34.00×10-380
6.50×10-3120
探究温度对尾气转化速率的影响3606.50×10-34.00×10-380
【图象分析与结论】利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线图,如图:
(2)计算第Ⅰ组实验中,达平衡时NO的浓度为3.50×10-3mol/L;
(3)由曲线Ⅰ、Ⅱ可知,增大催化剂比表面积,汽车尾气转化速率增大(填“增大”、“减小”、“无影响”).
(II)随着世界粮食需求量的增长,农业对化学肥料的需求量越来越大,其中氮肥是需求量最大的一种化肥.而氨的合成为氮肥的生产工业奠定了基础,其原理为:N2+3H2?2NH3
(1)在N2+3H2?2NH3的反应中,一段时间后,NH3的浓度增加了0.9mol•L-1.用N2表示其反应速率为0.15mol•L-1•s-1,则所经过的时间为B;
A.2s         B.3s         C.4s          D.6s
(2)下列4个数据是在不同条件下测得的合成氨反应的速率,其中反应最快的是D;
A.v(H2)=0.1mol•L-1•min-1          B.v(N2)=0.1mol•L-1•min-1
C.v(NH3)=0.15mol•L-1•min-1        D.v(N2)=0.002mol•L-1•s-1

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.肉桂醛F()在自然界存在于桂油中,是一种常用的植物调味油,工业上主要按如下路线合成:

已知两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生反应,生成一种羟基醛:

请回答:
(1)D的结构简式为,检验其中官能团的试剂为银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液.
(2)反应①~⑥中符合原子经济性的是①⑤(填序号).
(3)写出反应③的化学方程式
(4)在实验室里鉴定分子中的氯元素时,是将其中的氯元素转化为AgCl白色沉淀来进行的,其正确的操作步骤是BCDA(请用序号填写).
A.滴加AgNO3溶液   B.加NaOH溶液   C.加热   D.用稀硝酸酸化
(5)下列关于E的说法正确的是ab(填字母).
a.能与银氨溶液反应
b.能与金属钠反应
c.1mol E最多能与3mol氢气反应
d.核磁共振氢谱中有6组峰
(6)E物质的同分异构体有多种,其中符合条件:苯环上有两个取代基,且能与NaHCO3溶液反应放出气体的同分异构体有3种,写出其中一种同分异构体的结构简式三种任写一种即可.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.下列有关问题和评价均正确的是(  )
选项问题评价
A用稀硝酸清洗做过银镜反应的试管
Ag+4H++NO3-=Ag++NO↑+2H2O
错误,物质拆分错误
B离子组 Na+、K+、HCO3-、OH-不能大量共存于同一溶液中,因为发生反应:
HCO3-+OH-=H2O+CO2
C反应:
Cu2+(aq)+MnS(s)?CuS(s)+Mn2+(aq)
该反应的平衡常数表达式:K=$\frac{{K}_{sp}(MnS)}{{K}_{sp}(CuS)}$
D在硫酸氢钠溶于水的过程中只有离子键被破坏没有共价键被破坏
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.Fe(NO32加热分解反应为Fe(NO32--Fe2O3+NO2↑+O2↑(未配平),Hg(NO32加热分解反应为Hg(NO32--Hg+NO2↑+O2↑(未配平).将Fe(NO32与Hg(NO32的混合物加热后,放出的气体通过排水法收集时得不到气体,由此可知混合物中Fe(NO32 与Hg(NO32物质的量之比为(  )
A.1:1B.2:1C.1:2D.无法计算

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.下列分子晶体中,关于熔、沸点高低的叙述正确的是(  )
A.H2>N2>O2
B.NH3>AsH3>PH3
C.Cl2>Br2>I2
D.C(CH34>(CH32CHCH2CH3>CH3CH2CH2CH2CH3

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同步练习册答案