【题目】国际能源期刊报道了一种正在开发中的绿色环保“全氢电池”,有望减少废旧电池产生的污染。其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.“全氢电池”工作时,将酸碱反应的中和能转化为电能
B.吸附层 b 发生的电极反应:H2 – 2 e+ 2OH= 2H2O
C.NaClO4 的作用是传导离子和参与电极反应
D.“全氢电池”的总反应: 2H2 + O2 =2H2O
【答案】A
【解析】
由电子流向可知,左边吸附层为负极,发生了氧化反应,电极反应是H2-2e-+2OH-═2H2O,右边吸附层为正极,发生了还原反应,电极反应是2e-+2H+═H2,结合原电池中阳离子移向正极,阴离子移向负极解答该题。
A. “全氢电池”工作时,将酸碱反应的化学能(中和能)转化为电能,故A正确;
B. 右边吸附层为正极,发生了还原反应,电极反应是2e-+2H+═H2,故B错误;
C. NaClO4 的作用是传导离子,没有参与电极反应,故C错误;
D. 由电子流向可知,左边吸附层为负极,发生了氧化反应,电极反应是H2-2e-+2OH-═2H2O,右边吸附层为正极,发生了还原反应,电极反应是2e-+2H+═H2,总反应为:H++OH-═H2O,故D错误;
正确答案是A。
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【题目】第三代永磁体材料——钕铁硼(NdFeB)因其优异的综合磁性能,被广泛应用于计算机、通信信息等高科技产业。
(1)铁、钴、镍元素性质非常相似,原子半径接近但依次减小,NiO、FeO的晶体结构类型与氯化钠相同。基态钴原子价电子轨道表示式为_______,熔沸点:NiO_____FeO(填“<”“>”或“=”)。
(2)FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O俗称摩尔盐,相对于FeSO4·7H2O而言,摩尔盐不易失水,不易被空气氧化,在化学分析实验中常用于配制Fe(Ⅱ)的标准溶液,硫酸亚铁铵晶体中亚铁离子稳定存在的原因是______________________。
(3)新型储氢材料氨硼烷(NH3BH3)常温下以固体稳定存在,极易溶于水。
①氨硼烷分子中B原子采取_________杂化。
②氨硼烷晶体中存在的作用力有范德华力、极性键、_______和_________。
(4)氨硼烷受热析氢的过程之一如图1所示。
①NH2BH2的氮硼键键能大于NH3BH3,其原因为__________________________。
②CDB的结构简式为___________________________。
③立方氮化硼(BN)晶体的晶胞结构如图2所示。阿伏伽德罗常数值为NA,该晶体的密度为_______g·cm-3(用含a和NA的最简式表示)。图3是立方氮化硼晶胞的俯视投影图,请在图中用“●”标明B原子的相对位置_______。
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【题目】短周期元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大,Y 与 W 同族。X、Y、Z 三种原子最外层电子数的关系 为 X+Z=Y。电解 Z 与 W 形成的化合物的水溶液,产生 W 元素的气体单质,此气体同冷烧碱溶液作 用,可得到化合物 ZWX 的溶液。下列说法正确的是
A.W 的氢化物稳定性强于 Y 的氢化物
B.Z与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.Z 与 Y 形成的化合物的水溶液呈碱性
D.对应的简单离子半径大小为 W >Z > X>Y
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【题目】下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是
A.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e-=Fe2+
B.氢氧燃料电池的负极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+
D.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑
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【题目】Ⅰ.能量之间可相互转化:电解食盐水制备氯气是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。
限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4 (aq),CuSO4 (aq);铜片,铁片,锌片和导线
(1)完成原电池甲的装置示意图,并作相应的标注。要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。_____________
(2)以铜片为电极之一,硫酸铜溶液为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极________________
(3)甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是____________,其原因是_________________________
(4)根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为了减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在上述的材料中应选__________作阳极。
Ⅱ. CO与H2反应还可制备C2H5OH,C2H5OH可作为燃料使用,用C2H5OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下:
电池总反应为C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O,则d电极是________(填“正极”或“负极”),c电极的反应方程式为_______________________________。若线路中转移2 mol电子,则上述燃料电池,消耗的O2在标况下的体积为______ L。
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【题目】十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。绿色能源是实施可持续发展的重要途径,利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如下图所示:
(1)已知:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H1= - 41 kJ/mol
CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 2CO2(g)+6H2(g) △H2=+174.1 kJ/mol
请写出反应I的热化学方程式__________________________________________________________。
(2)反应II,在进气比[n(CO) : n(H2O)]不同时,测得相应的CO平衡转化率见下图(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同;各点对应的其他反应条件都相同)。
①经分析,A、E和G三点对应的反应温度相同,其原因是KA=KE=KG=__________(填数值)。在该温度下:要提高CO平衡转化率,除了改变进气比之外,还可采取的措施是_____
②对比分析B、E、F三点,可得出对应的进气比和反应温度的变化趋势之间的关系是________
③比较A、B两点对应的反应速率大小:VA________VB(填“<” “=”或“>”)。反应速率v=v正v逆= K正X(CO)X(H2O) –K逆X( CO2)X(H2),K正、K逆分别为反应速率常数,X为物质的量分数,计算在达到平衡状态为D点的反应过程中,当CO转化率刚好达到20%时
=__________ (计算结果保留1位小数)。
(3)反应III,利用碳酸钾溶液吸收CO2得到饱和的KHCO3电解液,电解活化的CO2来制备乙醇。
①已知碳酸的电离常数Ka1=10-a,Ka2=10-b,吸收足量CO2所得饱和KHCO3溶液的pH=c,则该溶液中 =________(列出计算式)。
②在饱和KHCO3电解液中电解CO2来制备乙醇的原理如图所示。则阴极的电极反应式是________。
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【题目】一定量的某卤代烃与NaOH的醇溶液共热,产生的气体在标准状况下的体积为896mL,同时得到溶液100mL。取出10mL溶液先用HNO3酸化后再加入AgNO3溶液直到不再产生白色沉淀为止,用去0.1mol·L-1AgNO3溶液40mL;所得气体完全燃烧时消耗O20.18mol。则该有机物的结构简式为________,名称为________。
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【题目】某有机样品(仅含C、H、O三种元素)3.0g在足量O2中完全燃烧,将燃烧后的混合物先通过足量的浓硫酸,浓硫酸增重1.8g,再通过足量的澄清石灰水,经过滤得到10g沉淀。该有机样品的组成可能是(括号内给出的是有机物的分子式)( )
A.葡萄糖(C6H12O6)与蔗糖(C12H22O11)
B.醋酸与甲酸甲酯(C2H4O2)
C.乙醇与甲醛(CH2O)
D.二甲醚(C2H6O)与乳酸(C3H6O3)
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【题目】下列说法不正确的是( )
①、CH3—CH=CH2和CH2=CH2的最简式相同 ②、 CH≡CH和C6H6含碳量相同
③、丁二烯和丁烯为同系物 ④、正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点逐渐变低
⑤、标准状况下,11.2 L的庚烷所含的分子数为0. 5 NA(NA为阿伏加德罗常数)
⑥、能够快速、微量、精确的测定相对分子质量的物理方法是核磁共振谱法
A.①和⑤B.②和③C.③⑤和⑥D.④和⑥
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