氢气被看作是理想的能源。氢气的制取和储存是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ.氢气的制取
(1)科学家正致力于研究在催化剂和光照条件下分解水制氢气。写出该反应的化学方程式: ,该反应 (填“放出”或“吸收”)能量。
(2)水热分解可得氢气,高温下水分解体系中微粒含量与温度的关系如图所示。
图中曲线A、B对应的微粒依次是 (填符号)。
Ⅱ.氢气的储存
(3)一种镁铜合金可用于储氢。
①将镁、铜单质按比例在一定温度下熔炼得到上述合金。熔炼时须通入氩气,其目的是 。
②350℃时,该镁铜合金与氢气反应,生成了一种仅含Mg、H两种元素的化合物,其中氢元素的质量分数为7.7%.该化合物的化学式为 。
有科学家认为“氢能将成为未来主要的能源”,图1是利用太阳能将水转化为氢能的两条理想途径。
(1)途径一“光电转换”过程中,光能转化为 能,可较好解决传统制氢过程中效率低、 等问题。
(2)途径二中反应过程的微观示意图如图2所示。
①请将图2中方框内微粒补充完整 。
②该反应前后催化剂的化学性质和 均不发生改变。
③该反应过程中不发生变化的微粒是 (填化学符号)。
众志成城,抗击新冠,新冠肺炎疫情在我国已得到了有效控制。请用所学的化学知识回答下列问题:
(1)用“84消毒液”对校园环境进行消杀工作,消毒时会闻到刺激性气味,其原因是微粒在 ;“84消毒液”的有效成分是次氯酸钠(NaClO),次氯酸钠由 种元素组成,其中氯元素的化合价为 价。
(2)火神山医院的建成向世界展示了“中国速度”。建设过程中用到挖掘机,挖掘机常用柴油作燃料,柴油燃烧时将 能转化为热能,挖掘机铲斗是用合金制成的,主要利用了合金的 物理性质;用HDPE防渗膜为医院地下基础穿上“防护服”,HDPE是一种高密度聚乙烯塑料,其属于 材料。
燃烧与人类生产、生活有着密切的关系。
(1)下列成语的原意与燃烧不相关的是 (填标号)。
A.卧薪尝胆
B.釜底抽薪
C.火上浇油
D.煽风点火
(2)古籍《天工开物》就有“煤饼烧石成灰”的记载。“烧石成灰”指高温条件下碳酸钙转化为生石灰。
①“煤饼烧石成灰”的过程中,能量转化的主要方式是 。
②“石”转化为“灰”的反应属于 (填基本反应类型)。
③“灰”遇水成浆,该反应的化学方程式为 。
(3)室内起火时,如果急于打开门窗,火反而会烧得更旺。原因是 。
如图是同学们探究物质燃烧条件的部分装置图,向烧杯中加入适量水,一段时间后,试管中的白磷被引燃。
(1)上述实验现象说明了生石灰和水反应是一个 (选填“放热”或“吸热”)过程。
(2)实验中涉及到的两个化学反应都属于反应基本类型中的 反应。
燃料的发现和利用提高了人类生活的质量,推动了人类文明的进步。
(1)将煤隔绝空气加强热,得到焦炭、煤气等,该过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。煤与高温水蒸气反应生成CO和H2.在300℃、1.5MPa、催化剂存在的条件下,CO和H2可转变为液体燃料甲醇(CH3OH)。写出CO与H2反应成甲醇的化学方程式: 。
(2)焦炭(主要成分是碳)是高炉炼铁的重要原料。炼铁高炉内发生的主要化学反应如图1所示,其中反应②体现了焦炭的 性。
(3)乙醇可作为酒精灯、酒精喷灯的燃料。某铜质酒精喷灯的结构如图2所示。使用酒精喷灯时,先在预热盘中注入酒精并点燃,一段时间后,调节空气调节杆,即可点燃酒精喷灯。结合燃烧的条件回答:点燃预热盘中酒精的目的是 。
(4)氢气的制取和储存越来越受到人们的关注。
①最理想的制氢方法:在合适的催化剂作用下,利用太阳光使水分解。该制氢过程 (填“吸收”和“放出”)能量,生成的氢气与氧气在相同条件下的体积之比为 。
②我国稀土资源丰富,某种稀土储氢材料(用M表示)的储氢原理可表示为M+3H2LaNi5H6.M的化学式为 。
人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。某课外兴趣小组探究金属的性质。
(1)用等质量相同表面积的镁条,等体积不同浓度的稀盐酸,在一定条件下反应,实验结果如图所示:
对比a、b曲线,引起a曲线压强迅速增大的因素可能有 , 。
(2)将1g含镁48%的镁铝合金(不含其他元素)粉末在氧气中加热,至反应完全。
①该合金中镁消耗氧气的质量最多是多少?
②该合金与氧气反应后生成固体的质量最多是 (计算结果保留一位小数)
水是重要的自然资源。合理开发利用水资源,推进社会发展与进步。
(1)自然界中的水含有较多杂质,净化过程中加入活性炭,是利用其 性。
(2)天然水具有一定的硬度,日常区分硬水和软水可选用的物质是 。
(3)水作为原料,可获得多种产品。
①工业上常用水制取水煤气,原理为:H2O+C CO+H2,该反应过程中,热能转化为 能
②利用CO和H2制取二甲醚的微观过程如图所示:
该变化过程中,参加反应的CO和H2的分子个数比是 。
中和反应是一类重要的化学反应。某同学利用图1装置研究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程,并用pH和温度传感器测量反应过程中相关物理量的变化情况,得到图2和图3。
(1)烧杯中发生反应的化学方程式为 ;
(2)仪器A中溶液的溶质是 (填化学式);
(3)图3中V的数值最接近 (填“6”、“12”或“16”);
(4)下列说法错误的是 。
A.图2中b点所示溶液中的溶质是NaCl和NaOH
B.取图2中d点所示溶液加热蒸干所得固体为纯净物
C.图2中c→d所示溶液中NaCl的质量不断增加
D.图3中e→f变化趋势可说明该反应是放热反应
将一定量的Na2O2固体投入到一定量的CuSO4溶液中,生成蓝色沉淀,同时产生一种能使带火星木条复燃的气体。
(1)写出该反应的化学方程式(其中Na2O2与CuSO4的化学计量数之比为1:1) 。
(2)实验结束后,某同学观察到蓝色沉淀中含有少量黑色的氧化铜,则上述反应是 (选填“吸热”或“放热”)反应。
日常生活、生产以及社会发展中,往往蕴含了许多化学知识。请根据要求回答下列问题:
(1)端午节吃粽子是中华民族的传统习俗。粽子的主要配料是糯米,粽子为人体提供的主要营养物质是 ;
(2)装饰房屋的玻璃雕刻着美丽的花纹,带给我们美的享受。氢氟酸(HF)能刻画玻璃,发生的主要反应是:CaSiO3+6HF=X+SiF4↑+3H2O,则X的化学式为 ;
(3)我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋(Bi2Te3)/纤维素复合热点薄膜电池”,能充分贴合人体体表,实现利用体表散热为蓝牙耳机、手表、智能手环等可穿戴电子设备供电。该过程是 能转化为电能;
(4)新能源汽车越来越受到人们的青睐,华晨宝马530Le新能源汽车定位系统微电脑控制器应用了一种新型材料氮化铝(AlN)。工业上在氮气流中由氧化铝与焦炭在高温条件下制得氮化铝,并生成一种可燃性气体,该反应的化学方程式为 ;
(5)2019年1月3日,嫦娥四号月球探测器在月球背面的南极撞击坑成功软着陆。探测器如图所示。请回答下列问题:
①图中标示的物质中,属于有机合成材料的是 ;
②聚酰亚胺聚合材料覆盖在探测器表面,可以保证探测器在温差极大的月球上正常工作,请推测该材料的一条性质 ;
③月球上有丰富的氦﹣3(He﹣3)资源,它是核聚变反应堆理想的燃料,核内中子数为1,画出He﹣3的原子结构示意图 。
利用燃烧
燃烧是人类最早有意识利用的化学反应,火的使用标志着人类文明的伟大进步。
(1)原始人使用木柴燃烧释放的 能烘烤食物,告别了茹毛饮血的野蛮时代。现在,人们仍然利用燃料燃烧蒸煮食物,家用液化气的成分之一丙烯(C3H6)燃烧的化学方程式为 。从微观角度分析丙烯液化与丙烯燃烧两个过程的主要区别 。
(2)燃烧产生的高温可用于冶炼金属。木炭在高温条件下还原氧化铜生成铜和二氧化碳,该反应的化学方程式为 ,基本反应类型是 。铜的使用使人类社会迈入青铜器时代。
(3)在大棚中燃烧沼气可以提高作物产量,沼气的主要成分燃烧的微观示意图如图所示:
下列说法正确的有 。
A.参加反应的与的质量比为16:32
B.反应前后各元素的化合价都不变
C.该反应属于氧化反应
D.点燃沼气前,需要检验纯度防止发生爆炸
E.生成的可做气肥
(4)结合上述事例,谈谈燃烧的价值 。
化学与人类生活、生产息息相关。请回答下列问题:
(1)冬天采用木炭燃烧取暖,木炭燃烧时化学能转化为 能。
(2)油锅着火用锅盖盖灭,其灭火原理是 。
(3)人体细胞中质量分数最大的元素是 (填元素符号)。
(4)用洗洁精洗去餐具上的油污是因为洗洁精在水中对油污具有 作用。
2017年5月18日,我国成功地从海底试采“可燃冰”受到全世界的高度关注。“可燃冰”是一种新型能源,具有能量高、燃烧值大等优点,它燃烧时会 能量(填“放出”或“吸收”)。
建立宏观﹣微观的联系是化学学习的重要思想.阅读下列材料,回答问题.
材料:2017年5月18日,我国试采可燃冰成功,这将点亮新能源时代曙光.可燃冰是天然气(甲烷CH4)和水在高压低温条件下形成的类冰状物质,1体积可燃冰可释放出约164体积的天然气,可燃冰有储量巨大、高效清洁、燃烧值高的特点.
(1)甲烷是 (填“有机物”或“无机物”),对“1体积可燃冰可释放出约164体积的天然气”体积明显增大的微观解释是 .
(2)如图是甲烷燃烧时反应的微观示意图.
就该反应,从质量守恒角度看,请在图方框中补充画出微观粒子,完善微观示意图;从微观角度看,没有发生变化的是 ;从能量角度看,能量变化是 .
(3)如图所示的反应是氧化反应,其特征是反应前后有元素化合价的变化,则反应中发生化合价变化的元素有 .