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    16．太阳能发电和阳光分解水制氢.是清洁能源研究的主攻方向.研究工作之一集中在n-型半导体光电化学电池方面.下图是n-型半导体光电化学电池光解水制氢的基本原理示意图.图中的半导体导带(未充填电子的分子轨道构成的能级最低的能带)与价带(已充填价电子的分子轨道构成的能级最高的能带)之间的能量差DE( = E c - E v)称为带隙.图中的e-为电子.h+为空穴. 瑞士科学家最近发明了一种基于图2所示原理的廉价光电化学电池装置.其半导体电极由两个光系统串联而成.系统一由吸收蓝色光的WO3纳米晶薄膜构成,系统二吸收绿色和红色光.由染料敏化的TiO2纳米晶薄构成.在光照下.系统一的电子(e-)由价带跃迁到导带后.转移到系统二的价带.再跃迁到系统二的导带.然后流向对电极.所采用的光敏染料为配合物RuL2(SCN)2.其中中性配体L为4,4´-二羧基-2,2´-联吡啶. (1) 指出配合物RuL2(SCN)2中配体L的配位原子和中心金属原子的配位数. (2) 推测该配合物的分子结构.并用代表L.画出该配合物及其几何结构示意图. (3) 画出该配合物有旋光活性的键合异构体. (4) 分别写出半导体电极表面和对电极表面发生的电极反应式.以及总反应式. (5) 已知太阳光能量密度最大的波长在560nm附近.说明半导体电极中TiO2纳米晶膜必须添加光敏剂的原因. (6) 说明TiO2和配合物RuL2(SCN)2对可见光的吸收情况.推测该配合物的颜色. (7) 该光电化学电池装置所得产物可用于环保型汽车发动机吗?说明理由. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    能源可划分为一次能源和二次能源。氢气是一种高效而没有污染的二次能源，它可以由自然界大量存在的水来制取：2H2O(l)2H2(g)↑+O2(g)↑，这是一个吸热反应。

    (1)下列叙述正确的是(    )

    A.电能是二次能源                            B.水力是二次能源

    C.天然气是一次能源                         D.焦炉气是一次能源

    (2)关于用水制取二次能源氢气，以下研究方向不正确的是(    )

    A.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可以研究在水不分解的情况下，使氢气成为二次能源

    B.设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气

    C.寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放出能量

    D.寻找特殊化学物质，用以开发廉价能源，以分解水制取氢气

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    精英家教网目前有人提出理想的氢能源循环体系，类似于光合作用，太阳能和水是取之不尽、用之不竭，而且价格低廉的重要资源．按照如图所示的循
    环关系，急需化学家研究和解决的是（　　）
    A、制备大量燃料电池B、研发氢氧发电机C、将海水提纯D、研发合适光分解催化剂，使之在光照下促进水的分解速率加快

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    中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%．
    （1）有效“减碳”的手段之一是节能，下列制氢方法最节能的是______
    A．电解水制氢：2H2O   2H2↑+O2↑
    B．高温使水分解制氢：2H2O2H2↑+O2↑
    C．太阳光催化分解水制氢：2H2O  2H2↑+O2↑
    D．天然气制氢：CH4+H2O  CO+3H2
    （2）CO2可转化成有机物实现碳循环．在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下反应：
    CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．
    ①从3min到9min，v（H2）=______mol?L-1?min-1．
    ②能说明上述反应达到平衡状态的是______（填编号）．
    A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1（即图中交叉点）
    B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
    C．单位时间内消耗3mol H2，同时生成1mol H2O
    D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
    （3）工业上，CH3OH也可由CO和H2合成．参考合成反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的平衡常数：
    温度/℃100200300400
    平衡常数667131.9×10-22.4×10-41×10-5
    下列说法正确的是______．
    A．该反应正反应是放热反应
    B．该反应在低温下不能自发进行，高温下可自发进行，说明该反应△S＜0
    C．在T℃时，1L密闭容器中，投入0.1mol CO和0.2mol H2，达到平衡时，CO转化率为50%，则此时的平衡常数为100
    D．工业上采用稍高的压强（5Mpa）和250℃，是因为此条件下，原料气转化率最高．

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    (8分)中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。

    （1）有效“减碳”的手段之一是节能，下列制氢方法最节能的是            

    A．电解水制氢：2H2O2H2↑＋O2↑

    B．高温使水分解制氢：2H2O2H2↑＋O2↑

    C．太阳光催化分解水制氢：2H2O2H2↑＋O2↑

    D．天然气制氢：CH4＋H2OCO＋3H2

    （2）CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  △H=－49.0kJ·mol－1，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图所示。

    ①从3 min到9 min，v(H2)=________mol·L－1·min－1。

    ②能说明上述反应达到平衡状态的是____________（填编号）。

    A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1（即图中交叉点）

    B．混合气体的密度不随时间的变化而变化

    C．单位时间内消耗3mol H2，同时生成1mol H2O 

    D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变

    （3）工业上，CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数：

    温度/℃

    0

    100

    200

    300

    400

    平衡常数

    667

    13

    1.9×10-2

    2.4×10-4

    1×10-5

    下列说法正确的是_____。

    A．该反应正反应是放热反应

    B．该反应在低温下不能自发进行，高温下可自发进行，说明该反应△S＜0

    C．在T℃时，1L密闭容器中，投入0.1mol CO和0.2 mol H2，达到平衡时，CO转化率为50%，则此时的平衡常数为100

    D．工业上采用稍高的压强(5Mpa)和250℃，是因为此条件下，原料气转化率最高

     

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    能源可划分为一级能源和二级能源，自然界以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O（1）══2H2(g)+O2(g)

    △H=517.6kJ/mol。根据以上叙述，回答下题：

    下列叙述正确的是（　）

    A．电能是二级能源　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．水力是二级能源

    C．天然气是一级能源　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．焦炉气是一级能源

    已知：CH4(g)+2O2(g)══2H2O（1）+CO2(g)，△H=-890.3kJ/mol，1g氢气和1g CH4分别燃烧后，放出的热量之比约为（　）

    A．1︰3.4　　　　　　　　    B．1︰1.7　　　　　　　　    C．2.3︰1　　　　　　　　    D．4.6︰1

    关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向正确的是（　）

    A．构成H2O的氢和氧都是可燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源

    B．设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生H2

    C．寻找高效催化剂，使水分解产生H2，同时释放能量

    D．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取H2

     

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