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12.2013年《美国化学会志》发表了我国科学家对非均相催化加氢过程机理研究的成果,其原理如图.下列关于氢气的说法不正确的是(  )
A.由氢原子构成的氢气分子只有一种
B.通常情况下,气体中氢气的密度最小
C.氢气可用于生产盐酸、氨气等化工产品
D.目前,工业上不采用电解水的方法大量生产氢气

分析 A、氢有氕、氘、氚三种同位素;
B、氢是1号元素,相对原子质量最小;
C、氢气和氯气反应生成HCl,氢气和氮气反应制取氨气;
D、电解水成本太高.

解答 解:A、氢有氕、氘、氚三种同位素,由氢原子构成的氢气分子不只一种,故A错误;
B、氢是1号元素,相对原子质量最小,通常情况下,气体中氢气的密度最小,故B正确;
C、氢气和氯气反应生成HCl,氢气和氮气反应制取氨气,故C正确;
D、电解水成本太高,故不用电解水的方法大量生产氢气,故D正确;
故选A.

点评 本题以信息的形式考查氢气的构成及其性质、制取方法,难度不大.

练习册系列答案
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20.氮及其化合物在工农业生产、生活中有重要作用.请按要求回答下列相关问题:
(1)食品添加剂铵明矾NH4Al(SO42•12H2O高温可分解,下列关于其分解产物的预测不合理 的是C.
A.NH3、N2、SO2、H2O           B.NH3、SO3、H2O
C.NH3、SO2、H2O               D.NH3、N2、SO3、SO2、H2O
(2)汽车发动机工作时也会引发N2和O2反应产生大气污染物NO,其能量变化示意图如图1则该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+183.8kJ/mol.
(3)工业合成氨的反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,分别在T1、T2温度下,改变起始氢气物质的量,测得平衡时氨的体积分数如图2所示:
①比较在m、n、q三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是P点.
②T2条件下,在2L的密闭容器中,充入x mol N2和 y mol H2时,3min达平衡,此时反应物的转化率均为a,写出下列仅含a、x的表达式(不必化简):v(N2)=$\frac{xa}{6}$mol•L-1•min-1;该反应的平衡常数的值K=$\frac{16(xa){\;}^{2}}{(x-xa)(3x-3xa){\;}^{3}}$.
③图象中T2低于T1(填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”).
④科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+ )实现氨的电化学合成,这提高了氮气和氢气的转化率.写出电化学合成过程中发生还原反应的电极方程式:N2+6H++6e-=2NH3
(4)将质量相等的四份铁粉和铜粉的均匀混合物,分别加入同浓度稀硝酸充分反应,(假设硝酸的还原产物只有NO)实验数据如下表:
编 号
稀硝酸体积/mL100mL200mL300mL400mL
剩余金属/g18.0g9.6g00
NO体积/L(标准状况下)2.24L4.48L6.72LV
下列有关分析推断正确的是AC.
A.硝酸起始浓度为4mol/L                      B.①中溶解了5.6g Fe
C.③中n(Cu2+)=0.15mol                    D.④中V=6.72L
17.天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷.
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H1
CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H2
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3
则CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g)的△H=△H1+2△H2-2△H3
(2)天然气中的少量H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS.一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式2NH4HS+O2=2NH3•H2O+2S↓.
(3)天然气的一个重要用途是制取H2,其原理为:CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g).
①该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c{\;}^{2}(CO)•c{\;}^{2}(H{\;}_{2})}{c(CO{\;}_{2})•c(CH{\;}_{4})}$.
②在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol•L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图l所示.则压强P1小于P2 (填“大于”或“小于”);压强为P2时,在Y点:v(正)大于v(逆)(填“大于“、“小于”或“等于“).

(4)天然气也可重整生产化工原料,最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X.由质谱分析得X的相对分子质量为l06,其核磁共振氢谱如图2所示,则X的结构简式为
(5)科学家用氮化镓材料与铜组装如图3所示人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4
①写出铜电极表面的电极反应式CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O.
②为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量硫酸(选填“盐酸”或“硫酸”).

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