【題目】科學(xué)家預(yù)言,燃料電池將是21世紀(jì)獲得電能的重要途徑。近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極催化劑,電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子(就是H+)和水分子通過。其工作原理的示意圖如下,請(qǐng)回答下列問題:
(1)該裝置的能量轉(zhuǎn)化形式為________。
(2)Pt(a)電極是電池________(填“正”或“負(fù)”)極;
(3)電解液中的H+向_____(填“a”或“b”)極移動(dòng);
(4)如果該電池工作時(shí)消耗1 mol CH3OH,則電路中通過___ mol電子。
(5)比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力,使用燃料電池有許多優(yōu)點(diǎn),其中主要有兩點(diǎn):首先是燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率高,其次是________。
【答案】化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 負(fù) b 6 對(duì)環(huán)境無(wú)污染
【解析】
該原電池中質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過,說明電解質(zhì)溶液為酸性溶液,燃料電池中,通入燃料的電極為負(fù)極,負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+,通入氧氣的電極為正極,氧氣得到電子生成氫氧根離子,電極反應(yīng)O2+4H++4e-═2H2O,據(jù)此解答。
(1)該裝置的能量轉(zhuǎn)化形式為原電池反應(yīng)是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;
(2)Pt(a)電極甲醇通入失電子發(fā)生氧化反應(yīng),是電池負(fù)極;
(3)燃料電池中,通入燃料的電極Pt(a)為負(fù)極,負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),通入氧氣的電極Pt(b)為正極,氧氣得到電子生成氫氧根離子,電解液中的H+向正極移動(dòng),即向b電極移動(dòng);
(4)通入燃料的電極為負(fù)極,負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+,電子守恒,該電池工作時(shí)消耗1 mol CH3OH,則電路中通過6mol電子;
(5)燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率高,甲醇反應(yīng)產(chǎn)物為CO2和H2O,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),下列描述正確的是(N裝置中兩個(gè)電極均為石墨棒)
A. C1上發(fā)生還原反應(yīng)
B. Cu電極與C2電極上的電極反應(yīng)相同
C. M 裝置中SO42-移向Cu電極
D. 工作一段時(shí)間后裝置M 中溶液pH變小,裝置N中溶液pH變大
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氮、磷及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有重要作用。
(1)基態(tài)磷原子價(jià)電子排布的軌道表示式為___________。
(2)元素B、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>___________。
(3)食品添加劑NaNO2中NO2-中心原子的雜化類型是_____,與NO2-互為等電子體的分子的化學(xué)式為___________。(寫1種)。
(4)N2H4是火箭的燃料,與氧氣的相對(duì)分子質(zhì)量相同,它在常溫常壓下是液態(tài),而氧氣是氣態(tài),造成這種差異的主要原因是____________。
(5)磷化硼是一種耐磨涂料,它可用作金屬的表面保護(hù)層。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷于高溫下在氫氣中反應(yīng)合成。
①三溴化磷分子的空間構(gòu)型是_________,三溴化硼鍵角是___________。
②磷化硼晶體晶胞如圖所示:其中實(shí)心球?yàn)榱自樱谝粋(gè)晶胞中磷原子空間堆積方式為________,磷原子的配位數(shù)為___________,該結(jié)構(gòu)中有一個(gè)配位鍵,提供空軌道的原子是___________。己知晶胞邊長(zhǎng)apm,阿伏加德羅常數(shù)為NA。則磷化硼晶體的密度為___________g/cm3。
③磷化硼晶胞沿著體對(duì)角線方向的投影(圖中虛線圓圈表示P原子的投影),用實(shí)線圓圈畫出B原子的投影位置(注意原子體積的相對(duì)大小)。______
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某溫度下的定容密閉容器中,進(jìn)行可逆反應(yīng):A(s)+2B(g)C(g)+D(g),當(dāng)下列物理量不發(fā)生變化時(shí): ①混合氣體的密度 ②容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng) ③混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量 ④B的物質(zhì)的量濃度。則能表明該反應(yīng)一定已達(dá)到平衡狀態(tài)的是( )
A. 只有④ B. ②③ C. ②③④ D. ①③④
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之間的反應(yīng)來探究“外界條件改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”,實(shí)驗(yàn)如下:(不考慮溶液混合所引起的體積縮小)
實(shí)驗(yàn) 序號(hào) | 實(shí)驗(yàn)溫度/K | 參加反應(yīng)的物質(zhì) | 溶液顏色褪至無(wú)色時(shí)所需時(shí)間/s | ||||
KMnO4溶液(含硫酸) | H2C2O4溶液 | H2O | |||||
V/mL | c/mol·L-1 | V/mL | c/mol·L-1 | V/mL | |||
A | 293 | 2 | 0.02 | 4 | 0.1 | 0 | 6 |
B | T1 | 2 | 0.02 | 3 | 0.1 | V1 | 8 |
C | 313 | 2 | 0.02 | V2 | 0.1 | 1 | t1 |
(1)通過實(shí)驗(yàn)A、B,可探究出濃度的改變對(duì)反應(yīng)速率的影響,其中V1=_________,T1=_______;通過實(shí)驗(yàn)___________可探究出溫度變化對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
(2)C組實(shí)驗(yàn)中液褪色時(shí)間t1______(填“>”或“<”)8s,C組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率v(KMnO4) = _________________。(用含有t1的式子表示)
(3)該小組的一位同學(xué)通過查閱資料發(fā)現(xiàn),上述實(shí)驗(yàn)過程中n(Mn2+)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖所示,并以此分析造成n(Mn2+)突變的可能的原因是:______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(題文)氨是最重要的氮肥,是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一。其合成原理為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,
I.在密閉容器中,投入1mol N2和3 mol H2在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng):
(1)測(cè)得反應(yīng)放出的熱量_________92.4kJ.(填“小于”,“大于”或“等于”)
(2)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),N2和H2的濃度比是___________;N2和H2的轉(zhuǎn)化率比是___________。
(3)升高平衡體系的溫度(保持體積不變),混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量________。(填“變大”、“變小”或“不變”)
(4)當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),充入氬氣,并保持壓強(qiáng)不變,平衡將___________(填“正向”、“逆向”或“不”)移動(dòng)。
(5)若容器恒容、絕熱,加熱使容器內(nèi)溫度迅速升至原來的2倍,平衡將____________(填“向左移動(dòng)”、“向右移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。達(dá)到新平衡后,容器內(nèi)溫度________(填“大于”、“小于”或“等于”)原來的2倍。
II.該反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol 在一密閉容器中發(fā)生,下圖是某一時(shí)間段反應(yīng)速率與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系曲線圖。
(1)t1、t3、t4時(shí)刻,體系中分別是什么條件發(fā)生了變化?
t1_____________________,t3_____________________,t4_____________________。
(2)下列時(shí)間段中,氨的百分含量最高的是(_______)
A.0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t4~t5
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(I)無(wú)水MgBr2可用作催化劑實(shí)驗(yàn)室采用鎂屑與液溴為原料制備無(wú)水MgBr2,裝置如圖1。
主要步驟如下:
步驟1 三頸瓶中裝入10g鎂屑和150mL無(wú)水乙醚;裝置B中加入15mL液溴。
步驟2緩慢通入干燥的氮?dú),直至溴完全?dǎo)入三頸瓶中。
步驟3反應(yīng)完畢后恢復(fù)至室溫,過濾除去鎂,濾液轉(zhuǎn)移至另一干燥的燒瓶中,冷卻至0℃,析出晶體,再過濾得三乙醚合溴化鎂粗品。
步驟4常溫下用苯溶解粗品,冷卻至0℃,析出晶體,過濾,洗滌得三乙醚合溴化鎂,加熱至160℃分解得無(wú)水MgBr2產(chǎn)品。
已知:①Mg和Br2反應(yīng)劇烈放熱;MgBr2具有強(qiáng)吸水性。
②MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5
請(qǐng)回答:
(1)儀器A的名稱是____________。實(shí)驗(yàn)中不能用干燥空氣代替干燥N2,原因是___________。
(2)如將裝置B改為裝置C(圖2),可能會(huì)導(dǎo)致的后果是_______________________。
(3)有關(guān)步驟4的說法,正確的是___________。
A.可用95%的乙醇代替苯溶解粗品 B.洗滌晶體可選用0℃的苯
C.加熱至160℃的主要目的是除去苯 D.該步驟的目的是除去乙醚和可能殘留的溴
(4)為測(cè)定產(chǎn)品的純度,可用EDTA(簡(jiǎn)寫為Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,反應(yīng)的離子方程式:Mg2++Y4-=MgY2-
①滴定前潤(rùn)洗滴定管的操作方法是____________________________。
②測(cè)定前,先稱取0.2500g無(wú)水MgBr2產(chǎn)品,溶解后,用0.0500mol·L-1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液26.50mL,則測(cè)得無(wú)水MgBr2產(chǎn)品的純度是________________________(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示)。
(II)化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作環(huán)保型阻燃材料,受熱時(shí)按如下化學(xué)方程式分解:
2Mg5Al3(OH)19(H2O)4=27H2O+10MgO+3Al2O3
(1)寫出該化合物作阻燃劑的兩條依據(jù)__________________、_____________________;
(2)用離子方程式表示除去固體產(chǎn)物中Al2O3的原理________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】X、Y、Z、M、W、Q、R是7種短周期元素,其原子半徑及主要化合價(jià)如下:
元素代號(hào) | X | Y | Z | M | W | Q | R |
原子半徑/nm | 0.186 | 0.143 | 0.104 | 0.099 | 0.070 | 0.066 | 0.032 |
主要化合價(jià) | +1 | +3 | +6,﹣2 | +7,﹣1 | +5,﹣3 | ﹣2 | +1 |
完成下列填空:
(1)上述元素中,金屬性最強(qiáng)的在周期表中的位置是________________________________;X、Y、Q各自形成的簡(jiǎn)單離子中,離子半徑由大到小的順序是_______(填離子符號(hào))。
W和R按原子個(gè)數(shù)比1﹕4構(gòu)成的陽(yáng)離子所含的化學(xué)鍵是____________________。
(2)表中所列4種第三周期元素的最高價(jià)氧化物的水化物堿性最弱的是_______(填化學(xué)
式),其電離方程式為_____________________________________。
(3)M與Z相比,非金屬性較強(qiáng)的是_____________(填元素名稱),請(qǐng)從原子結(jié)構(gòu)的角度說明理由_________________________________________________________________。
(4)在稀硫酸中,KMnO4和H2O2能發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)方程式如下:
KMnO4+ H2O2+H2SO4 → K2SO4+ MnSO4+ O2↑+ H2O
請(qǐng)配平,當(dāng)有0.5 mol H2O2參加此反應(yīng),電子轉(zhuǎn)移的個(gè)數(shù)為______________________。
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【題目】0.2 mol某烴A在氧氣中充分燃燒后,生成化合物B、C各1.2 mol。請(qǐng)回答下列問題:
(1)烴A的分子式為________。
(2)若烴A不能使溴水褪色,但在一定條件下,能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),其一氯代物只有一種,則烴A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________。
(3)若烴A能使溴水褪色,在催化劑作用下,與H2加成,其加成產(chǎn)物經(jīng)測(cè)定分子中含有4個(gè)甲基,烴A可能有的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___________。
(4)比A少兩個(gè)碳原子的A的烯烴同系物的同分異構(gòu)體共有________種,其中只含有一個(gè)甲基的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______________。
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