【題目】氫氣是一種清潔能源。制氫和儲(chǔ)氫作為氫能利用的關(guān)鍵技術(shù),是當(dāng)前科學(xué)家主要關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

1)已知; (g)+H2(g)→(g) H=-119.6kJ/mol

(g)+2H2(g)→(g) H=-237.1kJ/mol

(g)+3H2(g)→(g) H=-208.4kJ/mol

請(qǐng)求出(g)H2(g)→(g) H________kJ/mol

2)儲(chǔ)氫還可借助有機(jī)物,如利用環(huán)已烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫。

(g)(g)+3H2(g)

在某溫度下,向恒容容器中加入環(huán)已烷,其起始濃度為a mol·L1,平衡時(shí)苯的濃度為b mol·L1,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_______(用含ab的關(guān)系式表達(dá))。

3)一定條件下,如下圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫(除目標(biāo)產(chǎn)物外,近似認(rèn)為無其它有機(jī)物生成)。

①實(shí)現(xiàn)有機(jī)物儲(chǔ)氫的電極是__________;A 正極 B 負(fù)極 C 陰極 D 陽極

其電極反應(yīng)方程為:___________。

②實(shí)驗(yàn)研究表明,當(dāng)外加電壓超過一定值以后,發(fā)現(xiàn)電極D產(chǎn)物中苯(g)的體積分?jǐn)?shù)隨著電壓的增大而減小,其主要原因是相關(guān)電極除目標(biāo)產(chǎn)物外,還有一種單質(zhì)氣體生成,這種氣體是__________。已知單質(zhì)氣體為2 mol,求此裝置的電流效率η__________。=(生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù)/轉(zhuǎn)移的電子總數(shù))×100%,計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1]。

【答案】-117.5 27b4/a-b C C6H6+6H++6e- =C6H12 H2 64.3%

【解析】

(1)根據(jù)已知焓變的熱化學(xué)方程式推導(dǎo)所求反應(yīng),再由蓋斯定律計(jì)算所求反應(yīng)的焓變;

(2)根據(jù)方程式計(jì)算各組分的平衡濃度,代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算;

(3)①活潑的氫發(fā)生氧化反應(yīng),是負(fù)極,與負(fù)極相連的是陰極,

②該實(shí)驗(yàn)的目的是儲(chǔ)氫,所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物,陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷;陽極上生成氧氣,同時(shí)生成氫離子,陰極上苯得電子和氫離子反應(yīng)生成環(huán)己烷,苯參加反應(yīng)需要電子的物質(zhì)的量與總轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比就是電流效率η。

(1)已知:①(g)+H2(g)→(g) H1=-119.6kJ/mol

(g)+2H2(g)→(g) H2=-237.1kJ/mol

(g)+3H2(g)→(g) H3=-208.4kJ/mol

所求反應(yīng)為:(g)H2(g)→(g),該反應(yīng)可由②①得到,根據(jù)蓋斯定律,該反應(yīng)的焓變?yōu)?/span>HH2H1117.5kJ/mol,故答案為:117.5

(2)(g)(g)+3H2(g),環(huán)已烷起始濃度為a mol·L1,平衡時(shí)苯的濃度為b mol·L1,則平衡時(shí)c(環(huán)己烷)=(ab)mol/L,c(H2)=3bmol/L,所以K,故答案為:;

(3)①活潑的氫發(fā)生氧化反應(yīng),是負(fù)極,該實(shí)驗(yàn)的目的是儲(chǔ)氫,所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物,陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷,電極反應(yīng)式為C6H6+6H++6e- =C6H12,故答案為:C;C6H6+6H++6e- =C6H12;

②陽極上氫氧根離子放電生成氧氣,陽極上生成2.8mol氧氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=2.8mol×411.2mol,生成1mol氧氣時(shí)生成2mol氫氣,則生成2.8mol氧氣時(shí)同時(shí)生成5.6mol氫氣;

設(shè)參加反應(yīng)的苯的物質(zhì)的量是xmol,參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量是3xmol,剩余苯的物質(zhì)的量為10mol×24%xmol,反應(yīng)后苯的含量=10%x1.2,苯轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.2mol×67.2mol,則×100%64.3%,故答案為:H2;64.3%。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】含硅元素的化合物廣泛存在于自然界中,與其他礦物共同構(gòu)成巖石.晶體硅(熔點(diǎn) 1410)用途廣泛,制取與提純方法有多種.

(1)煉鋼開始和結(jié)束階段都可能發(fā)生反應(yīng):Si+2FeO2Fe+SiO2,其目的是________________

A.得到副產(chǎn)品硅酸鹽水泥 B.制取SiO2,提升鋼的硬度

C.除去生鐵中過多的Si雜質(zhì) D.除過量FeO,防止鋼變脆

(2)一種由粗硅制純硅過程如下:Si()SiCl4 SiCl4()Si(),在上述由SiCl4制純硅的反應(yīng)中,測得每生成 1.12kg純硅需吸收a kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________

對(duì)于鈉的鹵化物(NaX)和硅的鹵化物(SiX4)下列敘述正確的是________________

ANaX易水解

BSiX4是共價(jià)化合物

CNaX的熔點(diǎn)一般高于SiX4

DSiF4晶體是由共價(jià)鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

(3)粗硅經(jīng)系列反應(yīng)可生成硅烷(SiH4),硅烷分解也可以生成高純硅.硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷,所以Si元素的非金屬性弱于C元素,用原子結(jié)構(gòu)解釋其原因:________________

(4)此外,還可以將粗硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅(SiHCl3),通過反應(yīng):SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)制得高純硅.不同溫度下,SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)物的投料比(反應(yīng)初始時(shí),各反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比)的變化關(guān)系如圖所示.下列說法正確的是________________(填字母序號(hào))

a.該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大

b.橫坐標(biāo)表示的投料比應(yīng)該是

c.實(shí)際生產(chǎn)中為提高SiHCl3的利用率,可適當(dāng)降低壓強(qiáng)

(5)硅元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是H2SiO3.室溫下,0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液,堿性更強(qiáng)的是___________,其原因是________________.已知:H2SiO3Ka1=2.0×1010、Ka2=1.0×1012,H2CO3Ka1=4.3×107 Ka2=5.6×10 11

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在核磁共振氫譜中出現(xiàn)兩組峰,且吸收峰面積之比為31的化合物是

A.B.

C.D.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CH2在生產(chǎn)、生活、科技中是非常重要,已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) H=-221kJ·mol-1

下列推斷正確的是

A.C(s)的燃燒熱為110.5kJ·mol-1

B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=+484kJ·mol-1

C.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.5kJ·mol-1

D.2mol H2O(l)分解成H2(g)O2(g),至少需要提供4×463kJ的熱量

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溫度下,對(duì)可逆反應(yīng):2X(g)Y(g) Z(g)W(s) ΔH>0的下列敘述正確的是

A.加入少量W,逆反應(yīng)速度增大

B.升高溫度時(shí),正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小

C.壓強(qiáng)不變,充入與反應(yīng)體系不反應(yīng)的N2,反應(yīng)速率減;體積不變,充入N2,反應(yīng)速度不變

D.平衡后加入X,上述反應(yīng)的ΔH增大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有機(jī)物M的結(jié)構(gòu)簡式為,下列說法正確的是 ( )

A.有機(jī)物M既能使酸性KMnO4溶液褪色又能使溴水褪色,且反應(yīng)類型相同

B.與有機(jī)物M具有相同的官能團(tuán),且不包括M的同分異構(gòu)體有3

C.1mol有機(jī)物M與足量氫氣反應(yīng),消耗氫氣4mol

D.有機(jī)物M能發(fā)生取代、加成、氧化、水解等反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)H2O(g)CO(g)H2(g);C(s)CO(g)H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:

C(s)O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol1

H2(g)O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol1

CO(g)O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol1

請(qǐng)回答:

(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:______________。

(2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1 mol CO(g)1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量;乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律做出如圖循環(huán)圖,并據(jù)此認(rèn)為煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等。

請(qǐng)甲、乙兩同學(xué)觀點(diǎn)正確的是________(”);判斷的理由是________________________________________________________

(3)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點(diǎn),請(qǐng)列舉其中的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)___________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】水溶液X中只可能含有KMg2、Al3AlO2、SiO32—、SO32—CO32—、SO42—中的若干種離子。某同學(xué)對(duì)該溶液X進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn);下列判斷正確的是(  )

A. 氣體甲一定是純凈物

B. K、AlO2SiO32—一定存在于溶液X

C. 沉淀甲是硅酸和硅酸鎂的混合物

D. 憑以上實(shí)驗(yàn)?zāi)艽_定SO42—是否存在于溶液X

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溫度下,在一個(gè)2L的密閉容器中,加入4molA 2molB進(jìn)行如下反應(yīng):3A(g)2B(g)4C(s)2D(g)。反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡,測得生成1.6molC,則下列說法正確的是(

A.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是 K=

B.此時(shí),B的平衡轉(zhuǎn)化率是40%

C.增大該體系的壓強(qiáng),平衡向右移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)增大

D.增加 B,平衡向右移動(dòng),B的平衡轉(zhuǎn)化率增大

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