【题目】2019年诺贝尔化学奖花落锂离子电池,美英日三名科学家获奖,他们创造了一个可充电的世界。像高能LiFePO4电池,多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜,主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示。
原理如下:(1x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。下列说法不正确的是( )
A.放电时,正极电极反应式:xFePO4+xLi++xe-=xLiFePO4
B.放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极
C.充电时,阴极电极反应式:xLi++xe-+nC=LixCn
D.充电时,Li+向左移动
【答案】D
【解析】
放电为原电池原理,从(1x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC可知,LixCn中的C化合价升高了,所以LixCn失电子,作负极,那么负极反应为:+nC,LiFePO4作正极,正极反应为:,充电为电解池工作原理,反应为放电的逆过程,据此分析解答。
A.由以上分析可知,放电正极上得到电子,发生还原反应生成,正极电极反应式:,A正确;
B.原电池中电子流向是负极导线用电器导线正极,放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极,B正确;
C.充电时,阴极为放电时的逆过程,变化为,电极反应式:,C正确;
D.充电时,作为电解池,阳离子向阴极移动,向右移动,D错误;
答案选D。
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【题目】火力发电厂释放出大量氮氧化合物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+ 4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
CH4(g)+ 4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为___________。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为___mol/(L·min);第10 min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
②如图2,25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL 某NaCl溶液,正极反应式为______。在电解一段时间后,NaCl溶液的pH值变为13(假设NaCl溶液的体积不变),则理论上消耗甲醇的物质的量为_____mol。
③取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3____0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后,与一定量氨气、空气反应,生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是______(用离子方程式表示);室温时,向(NH4)2SO4,溶液中滴人NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na+)_____c(NH3·H2O)。(填“>”、“<”或“=”)
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【题目】实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是
A. 向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B. 实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C. 装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D. 反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
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【题目】氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题,它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题。
I.NOx和SO2在空气中存在下列平衡:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=﹣113.0kJmol﹣1
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=﹣196.6kJmol﹣1
SO2通常在二氧化氮的存在下,进一步被氧化,生成SO3.
(1)写出NO2和SO2反应的热化学方程式为_________.
(2)随温度升高,该反应化学平衡常数变化趋势是_____.
II.(1)目前,应用NH3的催化还原法来进行烟气氮氧化物脱除,化学反应可表示为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)== 2N2(g)+3H2O(g) △H<0,该反应中,反应物总能量_____(填“>”、“<”或“=”)生成物总能量。
(2)已知4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1800 kJ·mol-1,将2 mol NH3、3 mol NO的混合气体分别置于a、b、c三个10 L恒容密闭容器中,使反应在不同条件下进行,反应过程中c(N2)随时间的变化如图所示。
①与容器a中的反应相比,容器b中的反应改变的实验条件可能是_______,判断的依据是___________________。
②一定温度下,下列能说明反应已达到平衡状态的是____
A.H2O(g)与NO的生成速率相等 B.混合气体的密度保持不变
C.ΔH保持不变 D.容器的总压强保持不变
(3)用NH3和Cl2反应可以制备具有强氧化性的三氯胺(三氯胺在中性、酸性环境中会发生强烈水解,生成具有强杀菌作用的物质),方程式为3Cl2(g)+NH3(g)NCl3(l)+3HCl(g),向容积均为1L的甲、乙两个恒温(反应温度分别为400℃、T℃)容器中分别加入2molCl2和2molNH3,测得各容器中n(Cl2)随反应时间t的变化情况如下表所示:
t /min | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 |
n(Cl2)(甲容器)/mol | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
n(Cl2)(乙容器)/mol | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
①T℃__________400℃(填“>”或“<”)。
②该反应的ΔH__________0(填“>”或“<”)。
③该反应自发进行的条件是__________(填高温、低温、任何温度)。
④对该反应,下列说法正确的是_________(填选项字母)。
A.若容器内气体密度不变,则表明反应达到平衡状态
B.若容器内Cl2和NH3物质的量之比为3∶1,则表明反应达到平衡状态
C.反应达到平衡后,其他条件不变,在原容器中按 继续充入一定量反应物,达新平衡后Cl2的转化率增大
D.反应达到平衡后,其他条件不变,加入一定量的NC13,平衡将向逆反应方向移动
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【题目】下列变化为放热反应的是( )
A.H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol
B.2HI(g)=H2(g)+I2(g) △H=+14.9 kJ/mol
C.形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应
D.能量变化如图所示的化学反应
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【题目】(1)铁元素位于元素周期表中第______周期,第______族;
(2)Fe3+的电子排布式______
(3)Fe2+的外围电子轨道表示式______
(4)为什么Fe3+在自然界Fe的各种存在形式中最为常见?______
(5)目前发现的铁的最高化合价是+6价,理论上最高价是______.
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【题目】实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示省略夹持和净化装置仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是
选项 | a中的物质 | b中的物质 | c中的物质 | d中的物质 |
A | 浓氨水 | NaOH | ||
B | 浓盐酸 | NaOH溶液 | ||
C | 稀硝酸 | Cu | NO | |
D | 浓硫酸 | NaOH溶液 |
A.AB.BC.CD.D
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【题目】某温度下,浓度都是1mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,反应2 min后,测得参加反应的X2为0.6 mol·L-1,用Y2浓度变化表示的化学反应速率v(Y2)=0.1 mol·(L·min)-1,生成的c(Z)为0.4 mol·L-1,则该反应的反应式可以表示为( )
A. X2+2Y22XY2 B. 2X2+Y22X2Y
C. 3X2+Y22X3Y D. X2+3Y22XY3
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【题目】化学反应的快慢和限度对人类生产生活有重要的影响。800℃时,A、B、C三种气体在恒容密闭容器中反应时的浓度变化如图所示,回答下列问题:
(1)该反应的生成物是________。
(2)2min内,C的反应速率为________。
(3)该反应的化学方程式为________。
(4)在其他条件下,测得A的反应速率为,此时的反应速率与800℃时相比_____。
A.比800℃时慢 B.比800℃时快 C.和800℃时速率一样
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