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2.氢是一种清洁的可再生能源.
(1)已知:
化学键H-H(g)H-O(g)O≡O(g)
键能(KJ/mol)436463496
若1g水蒸气变为液态水时放出2.4KJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H=-285.2kJ/mol.
(2)氢的稳定存储是氢能源发展的关键.固态合金具有较强的吸附氢原子能力,其原理可表示为(以M代表固态合金):2M(s)+xH2(g) $?_{释放}^{存储}$2MHx(s)△H<0
①有利于氢气存储的条件为低温,高压;
②该反应的平衡常数的表达式为$K=\frac{1}{{{c^x}({H_2})}}$;
③达平衡后保持恒温恒压下增加氢气的量,该平衡向右移动(填“向左”、“向右”、或“不”)
(3)储氢合金可做二次电池的电极,其工作原理为:xNi(OH)2+M$?_{放电}^{充电}$MHx+xNiOOH.装置如图所示:
①a为电源的负极;
②写出充电时阴极反应式xH2O+xe-+M=MHx+xOH-
③以该电池做电源电解饱和NaCl溶液,当手机到标准状况下11.2LH2时,储氢合金理论上释放出1g氢,此时有1molOH-由B向A(填“A”或“B”)移动.

分析 (1)燃烧热是指在101KP时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;
(2)①有利于储存氢气即将游离态的氢气转化为化合态,即使平衡向正反应方向进行;
②化学平衡常数,是指在一定温度下,可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,据此书写;
③根据浓度对化学平衡移动的影响来回答;
(3)①Ni(OH)2中的O元素由-2价升高到-1价,作还原剂发生氧化反应,作电解池的阳极,阳极与电源相连的是正极,故M为阴极,与电源相连的是负极;
②由①分析得阴极材料为M,得电子发生还原反应,据此书写电极方程式;
③m=nM进行计算,据得失电子守恒计算;阴离子移向阳极.

解答 解:(1)在反应H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(g)中,断裂1molH-H键,$\frac{1}{2}$molO≡0键共吸收的能量为1×436kJ+$\frac{1}{2}×$496kJ=684kJ,生成1molH2O,共形成2molO-H键,放出的能量为2×463kJ=926kJ,吸收的能量少,放出的能量多,该反应为放热反应,放出的热量为926kJ-684kJ=242kJ,O2与H2反应生成H2O(g)的热化学方程式为,H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(g)△H=-242kJ•mol-1①,1g水蒸气变为液态水时放出2.4KJ热量,则18g水蒸气即1mol变为液态水时放出43.2KJ热量,故热化学方程式为H2O(g)=H2O(l)△H=-43.2kJ•mol-1②,①+②得,H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H=-285.2kJ•mol-1,故氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H=-285.2kJ/mol,
故答案为:H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H=-285.2kJ/mol;
(2)①有利于储存氢气即将游离态的氢气转化为化合态,即使平衡向正反应方向进行,正反应是放热反应是气体体积减小的反应,故为低温,高压,能使平衡向正反应方向进行,
故答案为:低温,高压;       
②化学平衡常数,是指在一定温度下,可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,故:
可逆反应2M(s)+xH2(g) $?_{释放}^{存储}$2MHx(s) 的平衡常数$K=\frac{1}{{{c^x}({H_2})}}$,
故答案为:$K=\frac{1}{{{c^x}({H_2})}}$; 
③平衡后加入一定量氢气,氢气浓度增大,正反应速率增大,平衡向右移动,
故答案为:向右;
(3)①Ni(OH)2中的O元素由-2价升高到-1价,作还原剂发生氧化反应,作电解池的阳极,阳极与电源相连的是正极,故M为阴极,与电源相连的是负极,
故答案为:负;
②由①分析得阴极材料为M,得电子发生还原反应,故电极方程式为xH2O+xe-+M=MHx+xOH-
故答案为:xH2O+xe-+M=MHx+xOH-
③m=nM=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}×2g/mol$=1g;生成1molH2转移2mol电子,则生成1gH2即0.5mol,转移1mol电子,根据得失电子守恒,即M得到1mol电子,故电极方程式为H2O+e-+M=MH+OH-,则生成1molOH-;阴离子移向阳极,故由B到A,
故答案为:1;1;B;A.

点评 本题考查燃烧热化学方程式的书写,平衡移动的判断,电极方程式的书写,平衡常数的计算等,本题难度中等.

练习册系列答案
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A.X可能呈酸性B.X溶液可能呈中性C.Y溶液可能呈中性D.Y溶液一定呈中性

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2.烷烃的相对分子质量为72,跟氯气发生取代反应所得的一氯代物只1种,该烃是(  )
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10.二氧化碳重整甲烷不仅可以获得合成气(CO和H2)还可减少温室气体排放.回答下列问题:
(1)已知断裂1mol化学键所需的能量如表:(CO的化学键近似表示为CO):
化学键C≡OC=OC-HH-H
能量/kJ•mol-11074803413436
则反应CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H=+238KJ/molkJ•mol-1
(2)在T℃时,向恒温4L的密闭容器中通入6mol CO2、6mol CH4,在催化剂作用下发生反应:CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g).达平衡时H2的体积分数为0.4,若再向容器中同时充入2mol CO2、6molCH4、4molCO和8molH2,则上述平衡向逆反应(填“正反应”或“逆反应”)方向移动.
(3)CH4/CO2重整反应通过热力学计算可得到的图象之一如图1.实际生产中有C、H2O(g)等生成,生成碳的反应之一为CH4(g)?C(s)+2H2(g),600℃之后,C的物质的量减少,请用方程式表示C减少的原因C+CO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CO.

(4)不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图2所示,下列有关说法不正确的是①②④(填序号).
①不同条件下反应,N点的速率最大
②温度低于250℃时,随温度升高乙烯的产率增大
③M点时平衡常数比N点时平衡常数大
④实际反应应尽可能在较低的温度下进行,以提高CO2的转化率
(5)已知某温度下CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g)的平衡常数为K1
H2O(g)+CH4(g)?CO(g)+3H2(g)的平衡常数为K2
C(s)+H2O(g)?2CO(g)+2H2(g)的平衡常数为K3
则反映C(g)+CO2(g)?2CO(g) 的平衡常数为K为$\frac{{K}_{3}{•K}_{1}}{{K}_{2}}$(用K1、K2、K3表示)

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17.某河道两旁有甲、乙两工厂,排放的废水中,共含K +、Ag +、Fe 3 +、C1 -、OH -、NO 3 -六种离子.
(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中一定含有的离子是OH-、还含有的离子是K+和Cl-,利用离子共存条件及电中性原理解释原因OH-与Ag+、Fe3+不能大量共存,由溶液电中性可知甲厂废水中应含有阳离子为K+
(2)乙厂的废水中含有另外三种离子.如果加一定量铁粉,可以回收其中的Ag(填写元素符号).
(3)另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的Ag+、Fe3+、Cl-、OH-(填写离子符号)转化为沉淀.经过滤后的废水主要含KNO3,可用来浇灌农田.

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7.元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4-(绿色)、Cr2O72-(橙红色)、CrO42-(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)CrO42-和Cr2O72-在溶液中可相互转化.室温下,初始浓度为1.0mol•L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72-)随c(H+)的变化如图所示.
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②由图可知,溶液酸性增大,CrO42-的平衡转化率增大(填“增大”“减小”或“不变”).根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为1.0×1014
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.依据图1中氮元素及其化合物的转化关系,回答问题:

(1)实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气,该反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2H2O+2NH3↑.
(2)若要收集一瓶氨气,请将图2装置补充完整,在虚框内画出连接图.
(3)下列试剂不能用于干燥NH3的是A.
A.浓硫酸      B.碱石灰      C.NaOH固体    D.CaCl2
(4)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸分为三步:
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(5)图1中,实验室只用一种物质将NO直接转化为硝酸且绿色环保,则该物质的化学式为H2O2.化学反应方程式3H2O2+2NO=2HNO3+2H2O
(6)图1中,X的化学式为N2O5

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.Ⅰ.铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作印刷电路铜版腐蚀剂和外伤止血剂等.
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路板的离子方程式2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请在方框内画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式.
负极反应:Cu-2e-=Cu2+;正极反应:2Fe3++2e-=2Fe2+
Ⅱ.写出甲烷燃料电池在酸性溶液中的电极反应和总电池反应:
正极:2O2+8H++8e-=4H2O;
负极:CH4+2H4O-8e-=CO2+8H+
总反应:CH4+2O4=CO2+2H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

12.下列实验操作能达到目的是(  )
实验目的实验操作
A区分苯和四氯化碳在两支分别盛有少量苯和四氯化碳的试管中加碘水后振荡
B证明溴乙烷中有溴原子溴乙烷与NaOH水溶液共热,充分反应,冷却后加入硝酸银溶液
C制取溴苯在苯中加铁粉后再加溴水并振荡
D除去苯中的甲苯向混合物中加入酸性高锰酸钾溶液,然后分液
A.AB.BC.CD.D

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