燃料电池是一种新型的无污染、无噪音、高效率的发电设备,是一种很有发展潜力的新能源,它主要由燃料、氧化剂、电极和电解质组成,燃料电池的结构和传统电池一样具有正负电极,正负电极被电解质分隔,它以还原剂(用氢作燃料)为负极反应物,以氧化剂(如空气中的氧气等)为正极交换物,在燃料电池中,氢气等燃料在通常条件下就能在电极上进行电极反应(一般用多孔镍、铂等作电极材料).电池中的电解质为有机高分子高聚物,它可以交换质子.
(1)燃料电池的电极在常温条件下就能持续发生电极反应,写出氢氧燃料电池中的电极反应式:负极______________;正极______________.
(2)氢氧燃料电池可作为载人航天器的首选电池,一个重要原因是它在产生持续电流的过程中生成的产物是水,这正好解决航天员的饮水问题,航天员饮用这些合成水通过消化系统,大部分在被___________吸收.
PM2.5(可入肺颗粒物)污染跟冬季燃煤密切相关,燃煤还同时排放大量的CO2、SO2和NOx
(1)在一个密闭容器中,发生反应:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)则该反应正向反应是:反应(填:放热、吸热),该反应化学平衡常数表达式为K=,达到平衡后,若减小密闭容器的容积,保持温度不变,原化学平衡向反应方向移动,v(正) (填:不变、变大、变小)。
(2)最近有科学家提出构想:把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇(CH3OH)。
①已知在常温常压下:2CH3OH(l)+3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(g)∆H = -1275.6 kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)∆H = -566.0 kJ/mol
H2O(g)=H2O(1)∆H = -44.0 kJ/mol
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________________________。
②以甲醇和氧气反应制成的燃料电池如图所示,该电池工作过程中O2应从(填“c”或“b”)口通入,电池负极反应式为_______________________________。
(3)已知在一定条件下,NO与NO2存在下列反应:NO(g)+NO2(g)=N2O3(g) ΔH<0若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图能说明tl时刻达到平衡状态的是______________。
(4)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20molSO2和0.l0molO2,0.5分钟后达到平衡,测得容器中含SO30.18mol,则v(O2)=________mol/(L•min),若继续通入0.20mo1SO2和0.lmolO2,则达平衡时SO2的转化率_______(填“不变”、“增大”“减小”)
(5)25℃时,将NH3溶于水得l00mL 0.lmol·L-的氨水,测得pH=11,则该条件下NH3·H2O的电离平衡常数约为___________。
水溶液中存在多种平衡,请回答下列问题。
(1)有下列几种溶液:a.NH3·H2Ob.CH3COONa c.NH4Cl d.NaHSO4
常温下呈酸性的溶液有(填序号)。
(2)已知25CO时,醋酸的Ka=1.8×10-5 碳酸的Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11。有①NaHCO3溶液②CH3COONa溶液③NaOH溶液各25 mL,浓度均为0.1 mol·L-1三种溶液的pH由大到小顺序为(请用序号填空);已知NaHCO3溶液呈碱性,该溶液中除水的电离外还存在着两个平衡,用电离方程式或离子方程式表示:______________________________、__________________________,该溶液中的离子浓度由大到小的顺序是:_____________________
(3)有浓度均为0.1 mol•L-1的 ①盐酸②硫酸③醋酸三种溶液,(请用序号填空) 三种溶液的pH由大到小的顺序为;中和一定量NaOH溶液生成正盐时,需上述三种酸的体积依次的大小关系为;
(4)25℃时,AgCl的Ksp=1.8×10-10 ,试写出AgCl溶解平衡的表达式:,现将足量AgCl固体投入100mL0.1mol/L MgCl2溶液充分搅拌后冷却到25℃时,此时c(Ag+)=mol/L(忽略溶液体积的变化)。
【化学——选修3:物质结构与性质】人民网2012年11月8日西宁电,青海盐湖海纳化工有限公司15万吨电石项目投产。以电石(CaC2 )为原料可生产许多重要的有机物质,电石可由CaO制得(同时还得到一种可燃性气体物质),有关转化关系如下图所示
(1)写出制备电石及由电石生成乙炔的化学方程式为__________________、__________________。
(2)基态Ca2+的电子排布式为______________,上面转化关系图中涉及到的元素中,电负性最大的元素是______________,第一电离能最小的元素是________________。
(3)CH三CH、乙烷分子中的碳原子杂化类型分别为__________、______,甲烷的空间构型是________,该空间构型中,键角____(填>、<、=)109°28′。
(4)与CH2=CH2相比,CH2=CHCl属于易液化的气体,原因是___________________。
(5)假设下图是电石的晶胞,则一个晶胞中含有_____个钙离子,研究表明,哑玲形C的存在,使晶胞沿一个方向拉长,则该晶胞中一个Ca2+周围距离相等且最近的C有________个。
【化学选修2-化学与技术】(15分)印尼火山喷发不仅带来壮观的美景,还给附近的居民带来物质财富,有许多居民冒着生命危险在底部的火山口收集纯硫磺块来赚取丰厚收入。硫磺可用于生产化工原料硫酸。某工厂用下图所示的工艺流程生产硫酸:
请回答下列问题:
(1)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装______________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是_____________________________________________。
(2)为使硫磺充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%,为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为__________(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是________。
(3)与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是________(可多选)。
A.耗氧量减少B.二氧化硫的转化率提高
C.产生的废渣减少D.不需要使用催化剂
(4)硫酸的用途非常广,可应用于下列哪些方面__________________________。
A.橡胶的硫化B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产D.过磷酸钙的制备
(5)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式____________。
(1)已知:Fe(s)+O2(g)=FeO(s)△H=-272.0kJ•mol-1
2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s)△H=-1675.7kJ•mol-1
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是。
(2)某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B,如图所示。
①据图判断该反应是(填“吸”或“放”)热反应,当反应达到平衡后,其他条件不变,升高温度,反应物的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”);
②其中B历程表明此反应采用的条件为(选填序号)。
A.升高温度 B.增大反应物的浓度
C.降低温度 D.使用催化剂
(3)1000℃时,硫酸钠与氢气发生下列反应:Na2SO4(S)+4H2(g)Na2S(s)+4H2O(g)。该反应的平衡常数表达式为;已知K1000℃ < K1200℃, 若降低体系温度,混合气体的平均相对分子质量将(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)常温下,如果取0.1mol·L-1HA溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化忽略不计),测得混合液的pH=8。
①混合液中由水电离出的OH-浓度与0.1mol·L-1NaOH溶液中由水电离出的OH-浓度之比为;
②已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH7(填“<”、“>”或“=”);相同温度下,等物质的量浓度的下列四种盐溶液按pH由大到小的排列顺序为(填序号)。
a.NH4HCO3b.NH4Ac.(NH4)2CO3d.NH4Cl