1.氫能是發(fā)展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié).回答下列問題:

(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高(至少答出兩點(diǎn)).但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池,寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式:H2+2OH--2e-=2H2O.
(2)以甲烷為原料可制得氫氣.圖1是一定溫度、壓強(qiáng)下,CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和1mol H2(g)的能量(KJ)變化示意圖,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=3(E2-E1)(△H用E1、E2、E3表示).
(3)在恒溫恒容的密閉容器中,某儲氫反應(yīng):MHx(s)+yH2(g)?MHx+2y(s)△H<0達(dá)到化學(xué)平衡.下列有關(guān)敘述正確的是ac.
a.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變
b.吸收y mol H2只需1mol MHx
c.若降溫,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大
d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣,則v(放氫)>v(吸氫)
(4)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源.電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時(shí)獲得氫氣:Fe+2H2O+2OH-$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$FeO42-+3H2↑,工作原理如圖2所示.裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色的FeO42-,鎳電極有氣泡產(chǎn)生.若氫氧化鈉溶液濃度過高,鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì).已知:Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原.   
①電解一段時(shí)間后,c(OH-)降低的區(qū)域在陽極室(填“陰極室”或“陽極室”).
②電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出,其原因是防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低.
③c( Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖3,分析N點(diǎn)c( Na2FeO4)低于最高值的原因:N點(diǎn):c(OH)過高,鐵電極上有氫氧化鐵生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低.
(5)在容積可變的密閉容器中充入10molCO和20molH2,發(fā)生CO ( g )+2H2 ( g )?CH3OH ( g )△H<0,CO 的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(qiáng)(P)的變化如圖4所示,當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)A 時(shí),容器的體積為1L.若反應(yīng)開始時(shí)仍充入10mol CO 和20mol H2,則在平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積V(B)=0.2L.

分析 (1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)有污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高等;堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-=2H2O;
(2)根據(jù)圖示信息,反應(yīng)物的能量低于產(chǎn)物的能量,所以反應(yīng)是吸熱反應(yīng),反應(yīng)熱等于產(chǎn)物的能量和反應(yīng)物的能量之差;
(3)MHx(s)+yH2(g)?MHx+2y(s)△H<0,該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化的反應(yīng),a.平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量不變,容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變;b.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不能完全轉(zhuǎn)化,吸收ymol H2需大于1mol MHx;c.若降溫,平衡正向移動,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大;d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動,則v(放氫)<v(吸氫);
(4)①根據(jù)題意鎳電極有氣泡產(chǎn)生是氫離子放電生成氫氣,鐵電極發(fā)生氧化反應(yīng),溶液中的氫氧根離子減少;
②氫氣具有還原性,根據(jù)題意Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原.電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出,防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低;
③根據(jù)題意Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,在M點(diǎn),c(OH-)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢,在N點(diǎn):c(OH-)過高,鐵電極上有氫氧化鐵生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低;
(5)A、B反應(yīng)溫度相等,則平衡常數(shù)相等,利用平衡常數(shù)計(jì)算.

解答 解:(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)有污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高等;堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-=2H2O,
故答案為:污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高;H2+2OH--2e-=2H2O;
(2)根據(jù)圖示信息,反應(yīng)物的能量低于產(chǎn)物的能量,所以反應(yīng)是吸熱反應(yīng),反應(yīng)熱等于產(chǎn)物的能量和反應(yīng)物的能量之差,即CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=3(E2-E1),
故答案為:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=3(E2-E1);
(3)MHx(s)+yH2(g)?MHx+2y(s)△H<0,該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化的反應(yīng),a.平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量不變,容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變,正確;b.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不能完全轉(zhuǎn)化,吸收ymol H2需大于1mol MHx,錯(cuò)誤;c.若降溫,平衡正向移動,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大,正確;d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動,則v(放氫)<v(吸氫),錯(cuò)誤;
故選ac;
(4)①根據(jù)題意鎳電極有氣泡產(chǎn)生是氫離子放電生成氫氣,鐵電極發(fā)生氧化反應(yīng),溶液中的氫氧根離子減少,因此電解一段時(shí)間后,c(OH-)降低的區(qū)域在陽極室,
故答案為:陽極室;
②氫氣具有還原性,根據(jù)題意Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原.電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出,防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低,
故答案為:防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低;
③根據(jù)題意Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,在M點(diǎn),c(OH-)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢,在N點(diǎn):c(OH-)過高,鐵電極上有氫氧化鐵生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低,
故答案為:N點(diǎn):c(OH)過高,鐵電極上有氫氧化鐵生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低;
(5)分析圖象可知,A狀態(tài)下CO的轉(zhuǎn)化率為0.5,則CO轉(zhuǎn)化了10mol×0.5=5mol,
                      CO(g)+2H2(g)?CH3OH
起始物質(zhì)的量:10            20               0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量:5             10               5  
平衡物質(zhì)的量:5             10               5
當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí),容器的體積為20L.則平衡常數(shù)K=$\frac{5}{5×1{0}^{2}}$=0.01,
A、B兩容器溫度相同,即化學(xué)平衡常數(shù)相等,且B點(diǎn)時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為0.8,
則            CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
起始(mol):10     20         0
轉(zhuǎn)化(mol):8      16         8
平衡(mol):2       4         8
設(shè)體積為VL,則有K=$\frac{\frac{8}{V}}{\frac{2}{V}×(\frac{4}{V})^{2}}$=0.01,
V=0.2,
故答案為:0.2L.

點(diǎn)評 本題綜合考查化學(xué)平衡計(jì)算、電解原理、影響化學(xué)平衡的因素等知識點(diǎn),側(cè)重考查學(xué)生分析、計(jì)算能力,正確分析圖象及靈活運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理是解本題關(guān)鍵,難點(diǎn)是電解池中電極反應(yīng)式的書寫.

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9.下列物質(zhì)中,不屬于合金的是( 。
A.青銅B.不銹鋼C.硬鋁D.黃金

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12.某同學(xué)利用如圖所示裝置制備乙酸乙酯.實(shí)驗(yàn)如下:
①向濃H2SO4乙醇混合液中滴入乙酸后,加熱試管A
②一段時(shí)間后,試管B中紅色溶液上方出現(xiàn)油狀液體
③停止加熱,振蕩試管B,油狀液體層變薄,下層紅色溶液褪色
④取下層褪色后的溶液,滴入酚酞后又出現(xiàn)紅色
結(jié)合上述實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(  )
A.①中加熱利于加快酯化反應(yīng)速率,故溫度越高越好
B.③中油狀液體層變薄主要是乙酸乙酯溶于Na2CO3溶液所致
C.③中紅色褪去的原因可能是酚酞溶于乙酸乙酯中
D.、谥猩蠈佑蜖钜后w測其核磁共振氫譜,共有3組峰

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9.部分弱酸的電離平衡常數(shù)如下表:
弱酸HCOOHHClOH2CO3H2SO3
電離平衡常數(shù)(25℃)Ka=1.77×10-4Ka=4.0
×10-8
Ka1=4.3×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7
(1)在溫度相同時(shí),各弱酸的Ka值與酸性的相對強(qiáng)弱的關(guān)系為Ka值越大,酸性越強(qiáng).
(2)室溫下①0.1mol•L-1 HCOONa,②0.1mol•L-1 NaClO,③0.1mol•L-1 Na2CO3,④0.1mol•L-1 NaHCO3溶液的pH由大到小的關(guān)系為③②④①.
(3)濃度均為0.1mol•L-1的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO2-3、CO32-、HSO3-、HCO3-濃度從大到小的順序?yàn)镾O32->CO32->HSO3->HCO3-
(4)下列離子方程式正確的是bd(填字母).
a.2ClO-+H2O+CO2═2HClO+CO32-  b.2HCOOH+CO32-═2HCOO-+H2O+CO2
c.H2SO3+2HCOO-═2HCOOH+SO32- d.Cl2+H2O+2CO32-═2HCO${\;}^{{\;}^{-}}$3+Cl-+ClO-
(5)常溫下,pH=3的HCOOH溶液與pH=11的NaOH溶液等體積混合后,溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(HCOO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-).

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16.常溫下,下列溶液中的微粒濃度關(guān)系正確的是(  )
A.0.2mol/LCH3COOH溶液與0.1mol/LNaOH溶液等體積混合:2c(H+)-2c(OH- )=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)
B.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3
C.pH=11的氨水與pH=3的鹽酸等體積混合:c(Cl-)=c(NH4+ )>c(OH? )=c(H+
D.新制氯水中加入固體NaOH:c(Na+)=c(Cl- )+c(ClO- )+c(OH?

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6.“玉兔”號月球車用${\;}_{94}^{238}$Pu作為熱源材料.下列關(guān)于${\;}_{94}^{238}$Pu的說法正確的是( 。
A.${\;}_{94}^{238}$Pu與${\;}_{92}^{238}$U互為同位素
B.${\;}_{94}^{238}$Pu與${\;}_{94}^{239}$Pu互為同素異形體
C.${\;}_{94}^{238}$Pu與${\;}_{94}^{239}$Pu具有相同的最外層電子數(shù)
D.${\;}_{94}^{238}$Pu與${\;}_{92}^{238}$U具有完全相同的化學(xué)性質(zhì)

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13.化學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境密切相關(guān),下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是(  )
A.腎功能衰竭等疾病引起的血液中毒,可利用血液透析進(jìn)行治療,這利用了膠體的滲析原理
B.為防止中秋月餅等富脂食品因被氧化而變質(zhì),常在包裝中放入生石灰或硅膠
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D.化工廠可用蘸濃鹽酸的棉棒檢驗(yàn)輸送氨氣的管道是否漏氣

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10.漢紫是中國古代兵馬俑和古代壁畫中的一種顏料,其化學(xué)式是BaCuSi2O6,請用氧化物的形式表示其組成:BaO•CuO•2SiO2

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11.下列各組物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí),生成物隨著反應(yīng)條件或反應(yīng)物用量變化而發(fā)生變化的是( 。
A.N2和O2B.Na和O2C.S和O2D.Al和O2

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