题目内容

【题目】氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、保存和应用三个环节。回答下列问题

(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是______________至少答出两点。但是氢气直接燃烧的能量及转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式_____________________________

(2)氢气可用于制备H2O2。已知:H2(g)+A(l)B(l)ΔH1 O2(g)+B(l)A(l)+H2O2(l) ΔH2其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+ O2(g)H2O2(l)的ΔH____0(填“>”、“<”或“=”)。

(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g)=MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是________

a.容器内气体压强保持不变 b.吸收y mol H2只需1 mol MHx

c.若降温,该反应的平衡常数增大 d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)

(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为_______

(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OHFeO42+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。

①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。

②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是________________

③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:_______________________________________________

【答案】 污染小可再生来源广资源丰富燃烧热值高 H2+2OH--2e-=2H2O ac 光能转化为化学能 阳极室 防止Na2FeO4H2反应使产率降低 M点:c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢(N点:c(OH-)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低)

【解析】试题分析:(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点有污染小;可再生;来源广;资源丰富;燃烧热值高等,碱性氢氧燃料电池的负极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O,故答案为:污染小;可再生;来源广;资源丰富;燃烧热值高;H2+2OH--2e-=2H2O

(2)①H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1②O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2,两反应的ΔS0,根据ΔG=ΔHTΔS,因为均为两反应自发反应,因此ΔH均小于0,将①+②得:H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)ΔH=ΔH1+ΔH10,故答案为:<;

3MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0,该反应属于气体的物质的量发生变化的反应。a.平衡时气体的物质的量不变,压强不变,正确;b.该反应为可逆反应,吸收y mol H2需要大于1 mol MHx,错误;c.降低温度,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,正确;d.向容器内通入少量氢气,相当于增大压强,平衡正向移动,v(放氢)v(吸氢),错误;故选ac

4)利用太阳能直接分解水制氢,是将光能转化为化学能,故答案为:光能转化为化学能;

5根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气,铁电极发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子减少,因此电解一段时间后,c(OH)降低的区域在阳极室,故答案为:阳极室;

氢气具有还原性,根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,防止Na2FeO4H2反应使产率降低,故答案为:防止Na2FeO4H2反应使产率降低;

根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在M点,c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢,在N点:c(OH-)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低,故答案为:M点:c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢(N点:c(OH-)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低)

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网