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氢气是一种清洁能源,研发新型制氢技术具有重要意义.
(1)“表面改性铝粉分解水制氢”因Al储量丰富和较强的还原活性得到广泛应用.
铝粉表面的致密氧化膜是影响Al还原活性的主要因素,工业上常用NaOH溶液或锡酸钠(Na2SnO3)溶液作为Al粉的改性试剂.
已知:
S
n
O
2
-
3
+3H2O⇌Sn(OH)4+2OH-;Ksp[Sn(OH)4]=1.0×10-56
①利用NaOH溶液改性Al粉的原理可用化学方程式表示为
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O

②348K下,向两份质量和粒径均相同的Al粉中,分别加入等体积0.05mol•L-1NaOH溶液和0.025mol•L-1Na2SnO3溶液改性Al粉,氢气产率随时间的变化关系如图-1所示.Na2SnO3溶液改性效果明显优于NaOH溶液的可能原因是
Na2SnO3溶液更容易破坏铝表面的氧化膜,提高铝粉的还原活性
Na2SnO3溶液更容易破坏铝表面的氧化膜,提高铝粉的还原活性


③保持其他条件不变,氢气产率随Na2SnO3溶液浓度的变化关系如图-2所示.当Na2SnO3溶液浓度为0.025mol•L-1时,氢气产率接近80%.但Na2SnO3溶液过大或过小会大大降低氢气产率,其可能原因分别是
Na2SnO3溶液浓度过大,反应过程中产生的难溶物质Sn(OH)4附着在铝粉的表面,降低了铝粉的还原活性;Na2SnO3溶液浓度过小,产生的OH-浓度减小
Na2SnO3溶液浓度过大,反应过程中产生的难溶物质Sn(OH)4附着在铝粉的表面,降低了铝粉的还原活性;Na2SnO3溶液浓度过小,产生的OH-浓度减小

(2)“纳米铷镍合金(RuNi)催化氨硼烷水解制氢”主要经过吸附和还原的过程.
①氨硼烷(NH3BH3)的结构式为
(标出配位键).
②室温下,氨硼烷在铷镍合金作用下快速水解生成氢气.根据过渡态理论,氨硼烷在铷镍合金作用下易水解的原因可解释为
铷镍合金催化剂降低了反应的活化能
铷镍合金催化剂降低了反应的活化能

③铷镍合金催化氨硼烷水解的可能反应机理如图所示(每个步骤只画出了可能参与该步反应的1个水分子,氨硼烷中与B原子相连的3个H原子分别用1H、2H和3H标记).根据元素电负性的变化规律推测题图的虚线框内微粒A和B的化学式分别为
NH
+
4
、B(OH)4-
NH
+
4
、B(OH)4-
;步骤Ⅱ可描述为
水分子中的—OH取代了B1H2H(OH)中的2H得到被催化剂吸附的2H和B1H(OH)2
水分子中的—OH取代了B1H2H(OH)中的2H得到被催化剂吸附的2H和B1H(OH)2

【答案】Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;Na2SnO3溶液更容易破坏铝表面的氧化膜,提高铝粉的还原活性;Na2SnO3溶液浓度过大,反应过程中产生的难溶物质Sn(OH)4附着在铝粉的表面,降低了铝粉的还原活性;Na2SnO3溶液浓度过小,产生的OH-浓度减小;;铷镍合金催化剂降低了反应的活化能;
NH
+
4
、B(OH)4-;水分子中的—OH取代了B1H2H(OH)中的2H得到被催化剂吸附的2H和B1H(OH)2
【解答】
【点评】
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发布:2024/7/3 8:0:9组卷:114引用:1难度:0.1
相似题
  • 1.已知Al、Mg、Na为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表:
    电离能/kJ•mol-1 I1 I2 I3 I4
    X 578 1817 2745 11578
    Y 738 1451 7733 10540
    Z 496 4562 6912 9543
    (1)则Al、Mg、Na的电负性从大到小的顺序为
     

    (2)C、N、O、H是周期表中前10号元素,它们的原子半径依次减小,H能分别与C、N、O形成电子总数相等的分子CH4、NH3、H2O。
    ①在CH4、NH3、H2O分子中,C、N、O三原子都采取
     
    杂化;
    ②CH4是含有
     
    键(填“极性”或“非极性”)的
     
    分子(填“极性”或“非极性”);
    ③NH3是一种易液化的气体,请简述其易液化的原因
     

    ④H2O分子的VSEPR模型的空间构型为
     
    ,H2O分子的空间构型为
     

    (3)K、Cr、Cu三种元素的原子序数依次增大,三原子的核外的最外层电子排布均为4s1
    ①K元素组成的单质的晶体堆积模型为
     
    (填代号);
    a.简单立方堆积
    b.体心立方堆积
    c.六方最密堆积
    d.面心立方最密堆积
    ②Cr元素在其化合物中最高化合价为
     

    ③Cu2+离子的核外电子排布式为
     

    发布:2025/1/5 8:0:1组卷:3引用:1难度:0.7
  • 2.我国在青藏高原发现大储量可燃冰.可燃冰的晶体结构模型如图:
    (1)C、N、O三种元素第一电离能由大到小的排列顺序是
     
     
     
    (填元素符号),H2O分子中O原子的杂化方式为
     

    (2)“可燃冰”晶体内部存在的作用力有
     

    (3)下列有关“可燃冰”的说法中,不正确的是
     

    A.“可燃冰”的存在说明甲烷易溶于水
    B.“可燃冰”属于分子晶体,熔点较低
    C.相同条件下,“可燃冰”的密度比冰的大
    D.“可燃冰”只能在低温、高压环境下稳定存在
    (4)晶体中平均每46个水分子构成8个笼,每个笼可容纳1个CH4分子或1个H2O分子,每8个笼中有6个容纳CH4分子,2个笼填充H2O分子,则“可燃冰”(天然气水合物)的平均组成可表示为
     

    发布:2024/12/31 8:0:1组卷:23引用:1难度:0.3
  • 3.铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛。
    (1)基态Fe原子的价层电子的电子排布图为
     
    ,其最外层电子的电子云形状为
     

    (2)(NH42Fe(SO42•6H2O俗称摩尔盐。
    ①O、S两元素的电负性由大到小的顺序为
     
    (用元素符号表示)。
    ②N、O两元素的第一电离能由大到小的顺序为
     
    (用元素符号表示)。
    ③SO42-中S原子的杂化方式为
     
    ,VSEPR模型名称为
     

    (3)Fe3+可与某阴离子发生特征的显色反应,用于鉴定Fe3+.该阴离子的电子式为
     
    ,σ键和π键的数目之比为
     
    。其空间构型为
     

    (4)K3[Fe(CN)6]晶体中配离子的配位体为
     
    (用化学符号表示)

    发布:2025/1/5 8:0:1组卷:19引用:1难度:0.6
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