题目内容


氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。

(1)氢气是清洁燃料,其燃烧产物为________。

(2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应得到NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为__________________________________________,反应消耗1 mol NaBH4时转移的电子数目为________。

(3)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:                      

 (g)       (g)+3H2(g)。

在某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,其起始浓度为a mol·L-1,平衡时苯的浓度为b mol·L-1,该反应的平衡常数K=________。

(4)一定条件下,如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。

①导线中电子移动方向为________。(用A、D表示)

②生成目标产物的电极反应式为__________________。

③该储氢装置的电流效率η=____________________。(η=×100%,计算结果保留小数点后1位)


[答案] (1)H2O

(2)NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑ 

4NA或2.408×1024

(3) mol3·L-3

(4)①A→D ②C6H6+6H++6e-===C6H12 ③64.3%[解析] (2)B元素反应前后化合价不变,则依反应生成物是NaBO2可知,反应前NaBH4中B的化合价也是+3价,则H为-1价,水中氢元素化合价为+1价,发生归中反应生成氢气;根据氢元素化合价可确定失去电子数。(3)根据化学方程式可知,生成H2为3b mol/L,消耗环戊烷b mol/L,则平衡时环戊烷为(a-b) mol/L,进而列式确定平衡常数。(4)①苯生成环戊烷是得氢反应,为还原反应,即电极D是阴极,电极E是阳极,导线中电子移动方向A→D;②目标产物是环戊烷,氢离子通过质子交换膜向阴极移动,则电极反应式为C6H6+6H++6e-===C6H12;③阳极生成2.8 mol气体,该气体是OH-在阳极放电产生的氧气,转移电子11.2 mol;设阴极消耗苯的物质的量是x mol,同时生成x mol环戊烷,依电极反应式可知转移的电子为6x mol,则根据电子守恒知,同时生成氢气是(11.2 mol-6x mol)÷2=5.6 mol-3x mol;依据混合气体成分可列式 =10%,解得x=1.2,因此储氢装置的电流效率为=64.3%。


练习册系列答案
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合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。

一种工业合成氨的简式流程图如下:

(1)天然气中的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:________________________________________________________________________。

(2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下:

①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)

ΔH=+206.4  kJ·mol-1

②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

ΔH=-41.2 kJ·mol-1

对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2的百分含量,又能加快反应速率的措施是____________。

a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强

利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2的产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO的转化率为____________。

(3)图(a)表示500 ℃、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:____________。

(4)依据温度对合成氨反应的影响,在图(b)坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。

 

(a)         (b)

(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。


次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。回答下列问题:

(1)H3PO2是一种中强酸,写出其电离方程式:_____________________________

________________________________________________________________________。

(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。

①H3PO2中,P元素的化合价为________。

②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为________(填化学式)。

③NaH2PO2为________(填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显________(填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”)。

(3)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式:____________________________________________。

(4)H3PO2也可用电渗析法制备,“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):

①写出阳极的电极反应式:_________________________________________。

②分析产品室可得到H3PO2的原因:_____________________________________

________________________________________________________________________。

③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有________杂质,该杂质产生的原因是________________________________。


.A~F六种元素中,除C外其他均为短周期元素,它们的原子结构或性质如下表所示:

元素

结构或性质

A

原子最外层电子数是内层电子总数的1/5

B

形成化合物种类最多的元素,其单质为固体

C

生活中常见的金属,它有两种常见的氯化物,且相对分子质量相差35.5

D

地壳中含量最多的元素

E

与D同主族

F

与E同周期,且最外层电子数等于电子层数

请回答下列问题:

(1)A在元素周期表中的位置是 第3周期ⅡA族 ;A与E形成的化合物的电子式是 Mg2+[ ]2- 。【出处:21教育名师】

(2)C的某种氯化物的浓溶液可以腐蚀印刷电路板上的金属铜,此反应的离子方程式是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)B的单质与D的氢化物在一定条件下反应生成BD和另一产物的化学方程式是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)F的盐酸盐水溶液呈酸性,原因是 Al3++3H2O  Al(OH)3+3H+ (用离子方程式表示);F的单质与C、D形成的相对分子质量为160的化合物在一定条件下反应的化学方程式是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

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