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利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時(shí),在不同催化劑(I、II、III)作用下,CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如下左圖所示。
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(1)在0-30小時(shí)內(nèi),CH4的平均生成速率vI、vII和vIII從大到小的順序?yàn)?u> ;反應(yīng)開始后的12小時(shí)內(nèi),在第 種催化劑的作用下,收集的CH4最多。
(2)將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應(yīng)器,一定溫度下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) K=27mol2·L-2。將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉容器,在上述溫度下發(fā)生反應(yīng)達(dá)到平衡,測得CO的物質(zhì)的量為0.10mol,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為 (保留兩位有效數(shù)字)。
(3)甲烷燃料電池是利用CH4跟氧氣或空氣反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿。下面有關(guān)說法正確的是 (填編號)。
A.負(fù)極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e- -→4OH-;
B.負(fù)極反應(yīng)為:CH4+10OH- - 8e--→CO32-+7H2O
C.放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)
D.隨放電的進(jìn)行,溶液的pH值不變
(4)如上右圖是一個(gè)電化學(xué)裝置示意圖,甲烷燃料電池作其電源。
①如果A為含有鐵、銀、金、碳雜質(zhì)的粗銅,B為純銅,C為CuSO4溶液,通電后,Cu2+的濃度將 (填“增大”、“減小”或“不變”)。
②如果A是鉑電極,B是石墨電極,C是KBr溶液,通電時(shí)陽極的電極反應(yīng)式是__________________________。
③特定條件下,該裝置使用惰性電極電解Na2SO4濃溶液可制得少量過氧化氫:在陽極上SO
被氧化成S2O
(過二硫酸根離子),S2O
與H2O反應(yīng)即可生成H2O2,
S2O
+2H2O === 2SO
+H2O2+2H+。若各反應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率均為100%,則要制取1 mol H2O2,理論上燃料電池需消耗CH4的物質(zhì)的量為 。
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在化學(xué)反應(yīng)中,只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的分子發(fā)生碰撞時(shí)才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這些分子被稱為活化分子。使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其單位通常用kJ·mol-1表示。氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
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(1)若上面左圖表示的是H2(g)+
O2(g) === H2O(g)的反應(yīng)過程,則該反應(yīng)是 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),該反應(yīng)的ΔH= (用含E1、E2的代數(shù)式表示)。
(2)若上面左圖表示的是A2(g)+B2(g) == 2AB(g) ΔH=akJ·mol-1,已知其正反應(yīng)的活化能為b kJ·mol-1,則其逆反應(yīng)的活化能為 。
(3)已知CH4(g) +H2O(g)== CO(g) + 3H2(g) △H=+206.2kJ·mol-1
CH4(g) +CO2(g) == 2CO(g) + 2H2(g) △H=+247.4 kJ·mol-1
工業(yè)上常用的制氫方法是:CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g),其熱化學(xué)方程式為: 。
(4)電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液也可以制氫,裝置示意圖見上面右圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。電解時(shí),陽極的電極反應(yīng)式為 。
(5)Mg2Cu是儲(chǔ)氫合金。350℃時(shí),Mg2Cu與H2反應(yīng),生成MgCu2和僅含一種金屬元素的氫化物(其中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.077)。
該反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 。
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關(guān)于下圖的說法正確的是 ( )
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A.①裝置中陰極處產(chǎn)生的氣體能夠使?jié)駶櫟矸跭I試紙變藍(lán)
B.②裝置中待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連
C.③裝置中電子由b極流向a極
D.④裝置中的離子交換膜可以避免生成的Cl2與NaOH溶液反應(yīng)
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如圖是紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl3(g)和PCl5(g)的反應(yīng)過程和能量關(guān)系圖。其中PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),溫度T℃時(shí),在密閉容器中加入0.6 mol PCl5,達(dá)平衡時(shí)PCl5還剩0.45mol,其分解率為α,則下列推斷不正確的是 ( )
A.α等于25%
B.若升高溫度,平衡時(shí)PCl5的分解率小于α
C.若起始時(shí)加入0.6 mol PCl3和0.6 mol Cl2,
以相同條件進(jìn)行反應(yīng),則平衡時(shí)PCl3轉(zhuǎn)化率為3α
D.PCl5分解的熱化學(xué)方程式為
PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g) △H=-93 kJ.mol-1
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右圖表示反應(yīng)X(g)
4Y(g)+Z(g),ΔH<0,在某溫度時(shí)X的濃度隨時(shí)間變化的曲線:下列有關(guān)該反應(yīng)的描述正確的是 ( )
A.X的平衡轉(zhuǎn)化率為85%
B.第6 min后,反應(yīng)就終止了
C.若升高溫度,X的平衡轉(zhuǎn)化率將大于85%
D.若降低溫度,v正和v逆將以同樣倍數(shù)減小
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用惰性電極電解含有一定量下列溶質(zhì)的溶液,一段時(shí)間后,再加入一定質(zhì)量的另一種物質(zhì)(中括號內(nèi)),溶液可能與原來溶液完全一樣的是 ( )
A.CuCl2[CuSO4] B.NaOH[NaOH] C.NaCl[HCl] D.CuSO4[Cu(OH)2]
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將NaCl溶液滴在光亮清潔的鐵板上,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗,在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說法正確的是 ( )
A.液滴中的Cl-由a區(qū)向b區(qū)遷移
B.液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應(yīng)為:
O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
C.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)被腐蝕,生成的Fe2+由a區(qū)向b區(qū)遷移,與OH-形成Fe(OH)2,進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹
D.若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為:Cu-2e- === Cu2+
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如圖為某化學(xué)反應(yīng)的速率與時(shí)間的關(guān)系示意圖。在t1時(shí)刻升高溫度或增大壓強(qiáng),速率的變化都符合示意圖的反應(yīng)是 ( )
A.2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0
B.4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
C.H2(g)+I(xiàn)2(g)
2HI(g) ΔH>0
D.2A(g)+B(g)
2C(g) ΔH>0
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電鍍廢液中Cr2O72-可通過反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鉻黃(PbCrO4):
Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)
2 PbCrO4(s)+2H+(aq)ΔH<0
反應(yīng)達(dá)平衡后,改變橫坐標(biāo)表示的條件,下列圖示正確的是 ( )
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某電化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究裝置如圖所示。有關(guān)說法不正確的是( )
A.鎂為負(fù)極 B.原電池碳極上反應(yīng)為Fe3++e-―→Fe2+
C.電解池中陽極處變紅,陰極處變藍(lán)
D.電解池陰極的反應(yīng)為2H++2e-―→H2↑
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