人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O来制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法不正确的是
A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程 |
B.催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生 |
C.催化剂a附近酸性减弱,催化剂b附近酸性增强 |
D.催化剂b表面的反应是CO2 +2H++2e一=HCOOH |
某种可充电聚合物锂离子电池放电时的反应为Li1﹣xCoO2 + LixC6 =" 6C" + LiCoO2,其工作原理示意图如图。下列说法不正确的是
A.放电时LixC6发生氧化反应 |
B.充电时将电池的负极与外接电源的负极相连 |
C.充电时,Li+通过阳离子交换膜从左向右移动 |
D.放电时,电池的正极反应为:Li1﹣xCoO2+xLi++xe﹣═LiCoO2 |
氢气是一种清洁能源,氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点;氢气也是重要的化工原料。
(1)纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂.一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10mol水蒸气发生反应:
2H2O(g)2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ•mol﹣1,不同时段产生O2的量见下表:
时间/min |
20 |
40 |
60 |
80 |
n(O2)/mol |
0.0010 |
0.0016 |
0.0020 |
0.0020 |
上述反应过程中能量转化形式为光能转化为 能,达平衡过程中至少需要吸收光能为 kJ(保留三位小数)。
(2)氢气是合成氨工业的原料,合成塔中每产生2mol NH3,放出92.2kJ热量.已知:
则1mol N﹣H键断裂吸收的能量约等于 。
(3)已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ/mol
N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气和氮气反应的热化学方程式是 。
(4)氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是 H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2。请由总反应式回答:
1.电解质溶液应该是 (选填酸溶液、碱溶液),
②.电池放电时,负极反应式为 ,
3.外电路中每通过0.2NA个电子时,H2的质量理论上减小 g,
4.电池工作时,电子由 极通过外电路流向 极(选填正、负)。
Ⅰ.羰基硫(COS)可作为一种熏蒸剂,能防止某些昆虫的危害,其分子结构和CO2相似。
(1)羰基硫(COS)的电子式为:______________。
(2)羰基硫(COS)用氢氧化钠溶液处理及利用的过程如下:
已知A是一种正盐,则A的化学式为______________;若气体a为单质,
反应II的离子方程式为________________________________________________。
Ⅱ.海水中含有丰富的镁资源。锂(Li)与镁元素性质相似。
(1)物质的量为0.10 mol的锂在只含有N2和O2混合气体的容器中燃烧,反应后容器内固体物质的质量m克,m的取值范围是 ;
(2)锂电池是新一代高能电池,目前已研究成功多种锂电池。某离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2),充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表示。电池反应为LiCoO2+C6CoO2+LiC6,则放电时电池的正极反应为 。
(3)为了回收废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等)可通过下列实验方法回收钴、锂。
①在上述溶解过程中,S2O32-被氧化成SO42-,LiCoO2在溶解过程中的化学反应方程式为 。
②调整pH=5-6的目的是 。
液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小,无需气体存储装置等优点。一种以肼( N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是
A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极 |
B.负极发生的电极反应式为:N2H4+4OH- - 4e-=N2+ 4H2O |
C.该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料,以提高电极反应物质在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触 |
D.该燃料电池持续放电时.K+从负极向正极迁移,因而离子交换膜需选用阳离子交换膜 |
一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A.反应CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子 |
B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e-=2H2O |
C.电池工作时,CO32-向电极B移动 |
D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32- |
LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车。电池反应为:FePO4+LiLiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨,含Li+导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是
A.可加入硫酸以提高电解质的导电性 |
B.放电时电池内部Li+向负极移动 |
C.充电过程中,电池正极材料的质量不变 |
D.放电时电池正极反应为:FePO4+Li++e-=LiFePO4 |
微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。最早用于有机废水处理,下图是利用微生物燃料电池处理含甲醛废水的装置,其中3是质子交换膜,下列有关说法不正确的是
A.负极发生的反应为:HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+
B.负极所在的左室中需保持厌氧环境
C.O2参与正极反应,发生还原反应
D.NH4+通过循环操作最终被转化成N2
二甲醚(DME)一种清洁的替代燃料,不含硫,不会形成微粒,而且与汽油相比,排放的NO2更少,因此是优良的柴油机替代燃料。工业上利用一步法合成二甲醚的反应如下(复合催化剂为CuO/ZnO/Al2 O2):2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-204.7kJ/mol。
(1)600℃时,一步法合成二甲醚过程如下:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-100.46kJ/mol
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H3=-38.7kJ/mol
则△H2= 。
(2)以DME为燃料,氧气为氧化剂,在酸性电解质溶液中用惰性电极制成燃料电池,则通入氧气的电极是电源的 (填正、负)极,通DME的电极反应为 。
被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效 率的特点.右图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH 溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒.当氧气和氢气分别连 续不断地从正、负两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流.试回答下列问题:
(1)写出氢氧燃料电池工作时负极反应方程式:
负极: 。
(2)为了获得氢 气,除了充分利用太阳能外,工业上利用石油产品与水在高温、催化剂作用下制取氢气.写出丙烷和 H2O 反应生成 H2 和 CO 的化学方程式:
(3)若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时,负极反应式为 : 电池总离子反应方程式为 。
(4)若将此燃料电池改进为直接以有机物 A 和氧气为原料进行工作,有机物 A 只含有 C、H、 O 三种元素,常用作有机合成的中间体。16.8 g 该有机物经燃烧生成 44.0 g CO2 和 14.4 g H2O ;质谱图表明其相对分子质量为 84,红外光谱分析表明 A 分子中含有 O—H 键和位于分子端的-C≡C-键,核磁共振氢谱有三个峰,峰面积为 6:1:1。A 的分子式是 A的结构简式是
甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成.电池的总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-═2CO+6H2O.则下列说法正确的是
A.电池放电时通入空气的电极为负极 |
B.电池放电时负极的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O═CO2↑+6H+ |
C.由于CO水解显碱性,电池放电时,电解质溶液的pH逐渐增大 |
D.电池放电时每消耗1molCH3OH转移6mol电子 |
工业废水随意排放会造成严重污染,根据成分不同可采用不同的处理方法。
(1)电池生产工业废水中常含有Cu2+等重金属离子,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。已知室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2。
①请用离子方程式说明上述除杂的原理______________________。
②FeS高温煅烧产生的SO2气体通入下列溶液中,能够产生沉淀的是_________(填序号)
A.Ba(NO3)2 B.BaCl2
C.Ba(OH)2 D.溶有NH3的BaCl2溶液
③已知元素在高价态时常表现氧化性,若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀,则生成CuCl的离子方程式是___________。
(2)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时,在废水中加入适量NaCl,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在如下反应Cr2O72+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+ 以Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是______(填序号)
A.阳极反应为Fe-2e-═Fe2+
B.电解过程中溶液pH减小
C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路中每转移12 mol电子,最多有2mol Cr2O72-被还原
(3)废氨水可以转化成氨,氨再设计成碱性燃料电池。右图是该燃料电池示意图,产生的X气体可直接排放到大气中,a电极作_________极(填“正”“负”“阴”或“阳”),其电极反应式为___________。
镁-空气电池的工作原理如右图所示。下列说法不正确的是( )
A.工作一段时间后,c(Na+)变大 | B.电池工作时,OH-向a极移动 |
C.气体X 中N2的百分含量与空气相同 | D.电池总反应为2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2 |
2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系,下列叙述错误的是( )
A.a为电池的正极 |
B.电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2Ox+xLi |
C.放电时,a极锂的化合价发生变化 |
D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移 |