(2012?武漢模擬)氫氣的制取、儲(chǔ)存和利用一直是化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).

(1)H2O熱分解可以得到H2,高溫下水分解體系中主要?dú)怏w的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖1所示.圖1中
A、B表示的粒子依次是
氫原子、氧原子
氫原子、氧原子
.A、B 重新生成水時(shí)的活化能
=
=
0 (填“>”、“<”、或“=”);
(2)鎳氫堿性電池已廣泛應(yīng)用于各種電器的供電,其中LaNi5有良好的儲(chǔ)氫能力,其最大儲(chǔ)氫量達(dá)到6.02
×1022個(gè)氫原子/cm3,則每立方厘米LaNi5吸附氫氣的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為
1120
1120
mL;
用固體LaNi5H6(各元素的化合價(jià)均可看作零)作負(fù)極反應(yīng)物,該鎳氫堿性電池放電時(shí),負(fù)極電極反應(yīng)式為
LaNi5H6+6OH--6e-═LaN5+6H2O
LaNi5H6+6OH--6e-═LaN5+6H2O

(3)有人設(shè)想利用H2實(shí)現(xiàn)碳循環(huán),有關(guān)反應(yīng)原理為:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol.一定溫度下,在容積為1L的密閉容中,沖入1mol CO2和3molH2,測得CO2和 CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間的變化如圖2所示.
①前10min CO2的平均反應(yīng)速率為
CO2
CO2
;
②該溫度下,此反應(yīng)的平衡常數(shù)為
0.075mol/(L?min)
0.075mol/(L?min)
;
③為了提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率可采取的措施是
CE
CE
(填選項(xiàng)字母).
A.升高溫度
B.恒溫恒容下再充入CO2
C.將CH3OH(g)從體系中分離出來
D.更換催化劑
E.恒溫恒容下再充入 1mol CO2和3molH2
分析:(1)由圖可知,水的分解化學(xué)鍵斷裂先生成H原子與O原子,氫原子結(jié)合生成氫氣,氧原子結(jié)合生成氧氣,由水的分子式可知?dú)湓游镔|(zhì)的量是氧原子2倍;根據(jù)是否斷裂化學(xué)鍵判斷其活化能;
(2)根據(jù)氫原子個(gè)數(shù)計(jì)算氫氣的物質(zhì)的量,再根據(jù)V=nVm計(jì)算其體積;負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng);
(3)①根據(jù)v=
△c
△t
計(jì)算;
②根據(jù)平衡常數(shù)K=
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
計(jì)算;
③該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應(yīng),降低溫度、增大壓強(qiáng)、增大氫氣的量或減少生成物的量都增大二氧化碳的轉(zhuǎn)化率.
解答:解:(1)由圖可知,水的分解化學(xué)鍵斷裂先生成H原子與O原子,氫原子結(jié)合生成氫氣,氧原子結(jié)合生成氧氣,由水的分子式可知?dú)湓游镔|(zhì)的量是氧原子2倍,故A為氫原子、B為氧原子;
氧原子和氫原子生成水時(shí)不需要斷裂化學(xué)鍵,所以其活化能=0,
故答案為:氫原子、氧原子;=;
(2)含有6.02×1022個(gè)氫原子的氫氣的物質(zhì)的量=
6.02×1022
2×6.02×1023/mol
=0.05mol,
標(biāo)況下氫氣的體積=0.05mol×22.4L/mol=1.12L=1120mL;
負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為LaNi5H6+6OH--6e-═LaN5+6H2O,
故答案為:1120;LaNi5H6+6OH--6e-═LaN5+6H2O;
(3)①根據(jù)圖象知,二氧化碳的反應(yīng)速率=
(1.00-0.25)mol/L
10min
=0.075mol/(L?min),
故答案為:0.075mol/(L?min);
②根據(jù)反應(yīng)方程式知,平衡時(shí)c(CH3OH)=c(H2O)=0.75mol/L,c(CO2)=0.25mol/L,根據(jù)甲醇和氫氣的關(guān)系式知,平衡時(shí)氫氣濃度=3mol/L-3×0.75mol/L=0.75mol/L,
平衡常數(shù)K=
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
=
0.75×0.75
0.25×(0.75)3
=
16
3
,
故答案為:
16
3

③該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應(yīng),降低溫度、增大壓強(qiáng)、增大氫氣的量或減少生成物的量都增大二氧化碳的轉(zhuǎn)化率,
故選:CE.
點(diǎn)評:本題考查了較綜合,涉及平衡移動(dòng)、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn),根據(jù)平衡移動(dòng)影響因素、平衡常數(shù)的定義等知識(shí)點(diǎn)來分析解答即可,易錯(cuò)題為(1),注意活化能的含義,為易錯(cuò)點(diǎn).
練習(xí)冊系列答案
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a b c d
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Fe(OH)3
Fe(OH)3
,操作Ⅱ的名稱為
過濾
過濾

(3)本實(shí)驗(yàn)需多次使用玻璃棒,玻璃棒的作用有
攪拌和引流
攪拌和引流

(4)寫出反應(yīng)②中生成CaO2?8H2O的化學(xué)方程式
CaC12+H2O2+2NH3?H2O+6H2O═CaO2?8H2O↓+2NH4Cl
CaC12+H2O2+2NH3?H2O+6H2O═CaO2?8H2O↓+2NH4Cl

(5)制得的CaO2中一般含有CaO,該小組同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定制得的樣品中
CaO2的含量.稱取10g樣品,加入足量鹽酸充分反應(yīng)后將所得溶液蒸干,得CaCl2 16.65g.則該樣品中CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
72%
72%

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