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天津高考化学试卷及答案解析
大小:0B 7页 发布时间: 2024-03-04 17:52:04 18.43k 16.85k

a.容器内气体压强保持不变

b.吸收ymol H2只需1mol MHx

c.若降温,该反应的平衡常数增大

d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)

(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为将光能转化为化学能。

(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源,电解法制取有广泛用途的Na2FeO4.同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH﹣→FeO42﹣+3H2↑,装置如图所示,装置通电后,铁电极附近生成紫红色FeO42﹣,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。

①电解一段时间后,c(OH﹣)降低的区域在阳极室(填“阴极室”或“阳极室”)。

②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为防止Na2FeO4与H2反应使产率降低。

③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因M点:c(OH﹣)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢(或N点:c(OH﹣)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低)。

【考点】BB:反应热和焓变;CP:化学平衡的计算;DI:电解原理

【专题】517:化学反应中的能量变化;51E:化学平衡专题;51I:电化学专题.

【分析】(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点有污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等;碱性氢氧燃料电池的负极反应式为H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O;

(2)①H2(g)+A(l)=B(l)△H1,②O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)△H2,两反应的△S<0,根据△G=△H﹣T△S,因为均为两反应自发反应,因此△H均小于0,将①+②得:H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的△H=△H1+△H1<0;

(3)MHx(s)+yH2(g)⇌MHx+2y(s)△H<0,该反应属于气体的物质的量发生变化的反应,a.平衡时气体的物质的量不变,容器内气体压强保持不变;b.该反应为可逆反应,不能完全转化,吸收ymol H2需大于1mol MHx;c.若降温,平衡正向移动,该反应的平衡常数增大;d.若向容器内通入少量氢气,相当于增大压强,平衡正向移动,则v(放氢)<v(吸氢);

(4)利用太阳能直接分解水制氢,是将光能转化为化学能;

(5)①根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气,铁电极发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子减少;

②氢气具有还原性,根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,防止Na2FeO4与H2反应使产率降低;

③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在M点,c(OH﹣)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢,在N点:c(OH﹣)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低。

【解答】解:(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点有污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等;碱性氢氧燃料电池的负极反应式为H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O,

故答案为:污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高;H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O;

(2)①H2(g)+A(l)=B(l)△H1,②O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)△H2,两反应的△S<0,根据△G=△H﹣T△S,因为均为两反应自发反应,因此△H均小于0,将①+②得:H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的△H=△H1+△H2<0,

故答案为:<;

(3)MHx(s)+yH2(g)⇌MHx+2y(s)△H<0,该反应属于气体的物质的量发生变化的反应,a.平衡时气体的物质的量不变,容器内气体压强保持不变,正确;b.该反应为可逆反应,不能完全转化,吸收ymol H2需大于1mol MHx,错误;c.若降温,平衡正向移动,该反应的平衡常数增大,正确;d.若向容器内通入少量氢气,相当于增大压强,平衡正向移动,则v(放氢)<v(吸氢),错误;

故选ac;

(4)利用太阳能直接分解水制氢,是将光能转化为化学能,

故答案为:将光能转化为化学能;

(5)①根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气,铁电极发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子减少,因此电解一段时间后,c(OH﹣)降低的区域在阳极室,

故答案为:阳极室;

②氢气具有还原性,根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,防止Na2FeO4与H2反应使产率降低,

故答案为:防止Na2FeO4与H2反应使产率降低;

③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在M点,c(OH﹣)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢,在N点:c(OH﹣)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低,

故答案为:M点:c(OH﹣)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢(或N点:c(OH﹣)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低)。

【点评】本题主要考查了化学反应中的能量变化、化学平衡状态的判断、电解原理及其应用的相关知识,题目难度中等。

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