题目内容

科学家认为，氢气是一种高效而无污染的理想能源，近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展．

（1）为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是
 
．（选填字母）
A．电解水            B．锌和稀硫酸反应
C．光解海水          D．分解天然气
（2）用水分解获得氢气的能量变化如图1所示，表示使用催化剂是曲线
 
．该反应为
 
（放热还是吸热）反应
（3）1g的氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量，写出其完全燃烧的热化学方程式：
 
．
（4）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行图2所示实验：图2装置中，某一铜电极的质量减轻 6.4g，则a极上消耗的O2在标准状况下的体积为
 
L．
考点：原电池和电解池的工作原理,反应热和焓变,热化学方程式
专题：化学反应中的能量变化
分析：（1）开发较经济且资源可持续利用的制氢气方法，消耗能源越少越好；
（2）催化剂能降低反应活化能，当反应物总能量大于生成物总能量时，该反应是放热反应，当反应物总能量小于生成物总能量时，该反应是吸热反应；
（3）1g氢气的物质的量为0.5mol，1g氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量，则2mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量=
142.9kJ
0.5mol
×2mol=571.6 kJ，据此书写其热化学反应方程式；
（4）铜电极质量减轻6.4g，则转移电子的物质的量=
6.4g
64g/mol
×2=0.2mol，根据转移电子守恒计算消耗氧气体积．
解答： 解：（1）开发较经济且资源可持续利用的制氢气方法，消耗能源越少越好，
A．电解水浪费能源，所以该方法不好，故不选；            
B．锌、稀硫酸价格较高，不经济，所以该方法不好，故不选；
C．光解海水能源消耗低，经济，该方法好，故选；          
D．分解天然气浪费能源，所以该方法不好，故不选；
故选C；
（2）催化剂能降低反应活化能，所以b曲线使用催化剂，根据反应物和生成物总能量相对大小知，该反应是吸热反应，故答案为：b；吸热；
（3）1g氢气的物质的量为0.5mol，1g氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量，则2mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量=
142.9kJ
0.5mol
×2mol=571.6 kJ，该热化学反应方程式为：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6 kJ?mol-1 （其它合理答案均可），故答案为：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6 kJ?mol-1 （其它合理答案均可）；
（4）铜电极质量减轻6.4g，则转移电子的物质的量=
6.4g
64g/mol
×2=0.2mol，通入氧气的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，根据转移电子相等得，
设通入氧气体积为V，
O2+4e-+2H2O=4OH-
22.4L 4mol
V  0.2mol
22.4L：4mol=V：0.2mol
V=
22.4L×0.2mol
4mol
=1.12L，
故答案为：1.12．
点评：本题考查较综合，涉及原电池和电解池原理、燃烧热化学反应方程式的书写、催化剂的作用等知识点，根据转移电子相等进行电解池、原电池反应的计算，知道催化剂能改变活化能，但不改变反应热，题目难度不大．
练习册系列答案
相关题目
下列实验中用错试剂的是（　　）
A、用稀硝酸洗去残留在试管壁上的铜
B、用浓硫酸吸收氨气中的水蒸气
C、用稀盐酸清洗做焰色反应的铂丝
D、用浓硫酸吸收氯气中的水蒸气
下列实验操作可以达到实验目的是（　　）
实验目的实验操作
A鉴别纯棉织品和人造纤维织品用灼烧方法观察是否有烧焦羽毛气味
B检验淀粉水解产物的还原性取少量淀粉溶液，与稀硫酸共热后再加入银氨溶液，水浴加热，观察是否出现银镜
C除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸加入足量饱和Na2CO3溶液，振荡，静置，分液，取出上层液体
D检验氯仿中的氯元素取少量氯仿加入硝酸银溶液，观察是否出现白色沉淀
A、AB、BC、CD、D
钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、卫星、舰艇、医疗以及石油化工等邻域．下面是用金红石（主要成分为TiO2）制备金属钛和钛酸钡的流程．

（1）Ti基态的电子排布式为
 
．
（2）TiCl4熔点为-24℃，沸点为136.4℃，室温下为无色液体，可溶于甲苯和氯代烃．固态TiCl4属于
 
晶体．
（3）BaCO3为离子化合物．CO32-中C原子的杂化类型为
 
，写出一种与CO32-互为等电子体的阴离子：
 
（填化学式）．
（4）钛酸钡的晶胞如图所示，其化学式为
 

（5）用锌还原TiCl4的盐酸溶液，经后续处理可制得绿色的配合物[TiCl（H2O）5]Cl2?H2O．1mol该配合物中含有σ键的数目为
 
．
氨在国民经济中占有重要的地位，请参与下列探究．
（1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气．
C（s）+H2O（g）?H2（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol，△S=+133.7J/（mol?K）
该反应在低温下能否自发反应
 
（填“能”或“否”）．
（2）已知在400℃时，N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的K′=0.5．
①2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）的K=
 
（填数值）．
②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应v（N2）正
 
v（N2）逆（填“＞”、“＜”、“=”或“不确定”）．
在一密闭体系中发生下列反应A（g）+3B（g）?2C（g）△H＜0，如图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系，完成下列问题：
（1）t1、t3、t4时刻体系中所改变的条件可能是：
 
、
 
、
 
；
（2）C体积分数最高的时间段是
 
．（填“tx-ty”）
在如图所示的物质转化关系中（部分反应条件及产物省略），化合物A由短周期元素组成，B是常见的无色液体，C是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，E是淡黄色粉末，D、F、G均为无色气体．

完成下列问题：
（1）写出A的化学式
 
．
（2）组成F的元素在周期表中位于
 
 周期
 
族．
（3）B的电子式是
 
．
（4）反应①的化学方程式：
 
．
（5）反应②的离子方程式：
 
．
除去下列物质中所含有的杂质（括号内为杂质），将选用的试剂或方法填在题后的横线上，并写出有关反应的化学方程式．
（1）Fe粉[Al]
 
，
 

（2）Cu粉[CuO]
 
，
 

（3）Mg（OH）2固体[Al（OH）3]
 
，
 

（4）Na2CO3粉末[NaHCO3]
 
，
 
．
为减少污染，常将煤转化为清洁气体燃料，可将焦炭与水蒸气反应转化为氢气和一氧化碳：C（s）+H2O（g）?H2（g）+CO（g）△H＞0．现在容积固定为2L密闭容器中，加入2mol C（s）和2mol H2O（g），在T℃下充分反应，半分钟后达到平衡，测得H2为0.75mol．
（1）用H2O（g）表示反应开始到达到平衡的平均速率
 
；
（2）计算T℃下该反应的平衡常数K=
 
；若温度升高，则反应平衡常数将
 
（填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）上述条件下该反应达到平衡状态，下列说法正确的是
 

A．缩小容器体积，平衡向左移动             B．加入催化剂，CO的产率增大
C．增加碳的量，H2O（g）的转化率增大         D．降低温度，H2O（g）的转化率降低
（4）若将上述容器改为恒压容器（两个反应器初始容积相同），相同温度下加入2molC（s）和2mol H2O（g），达到平衡后，H2O（g）的转化率将
 
（填“增大”“减小”或“不变”）．

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