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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷314
绿色能源是未来能源发展的重要方向,氢能是重要的绿色能源。
(1)氢气是一种环保的气体,不会污染大气且热值高。相关化学键的键能表示如表:
化学键O=OH—HO—H
键能E/(kJ·mol-1)abc

已知:H2O(g)=H2O(l)H=-dkJ/mol,则氢气燃烧热的H1=____kJ/mol(用含a.、b、c、d的代数式表示)。
(2)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2=-41.2kJ·mol-1;在T1℃时,将0.10molCO(g)与0.40molH2O(g)充入5L的容器中,反应平衡后H2的物质的量分数x(H2)=0.08。
①CO的平衡转化率α=____%,反应平衡常数K=____(结果保留2位有效数字)。
②保持容器容积不变,在反应初期,可以提高单位时间内CO转化率的措施有____(填标号)。
A.增大水蒸气的浓度
B.通入“惰性气体”
C.升高温度
D.按原料起始比再通入0.10molCO(g)与0.40molH2O(g)
③由T1℃时上述实验数据计算得到v~x(CO)和v~x(H2)的关系可用如图1表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡后,相应的点分别为____(填标号)。

④研究表明,CO催化变换反应的速率方程为v=k[x(CO)·x(H2O)-]式中x(CO)、x(H2O)、x(CO2)、x(H2)分别表示相应的物质的量分数,Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图2所示。温度升高时,CO催化变换反应的Kp____(填“增大”或“减小”或“不变”)。根据速率方程分析,T>Tm时v逐渐减小的原因是____

(3)氨电解法制氢气。利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图3所示。阳极的电极反应式为____
2022·湖南长沙·一模
知识点:化学平衡的移动及其影响因素化学平衡的有关计算化学平衡图像分析电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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绿色能源是未来能源发展的重要方向,氢能是重要的绿色能源。
(1)氢气是一种环保的气体,不会污染大气且热值高。已知:H2O(g)=H2O(l)   ΔH=-44 kJ·mol-1,相关化学键的键能表示如下:
化学键O=OH-HO-H
键能E/(kJ·mol-1)497436463
表示氢气燃烧热的热化学方程式_______
(2)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)   ΔH=-41.2 kJ·mol-1。在T1℃时,将0.10 mol CO与0.40 mol H2O充入5 L的容器中,反应平衡后CO的物质的量分数x(CO)=0.12。

①H2O的平衡转化率α1=_______%。
②由T1℃时上述实验数据计算得到v~x(CO)和v逆~x(H2)的关系可用图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为_______(填字母)。
③研究表明,一氧化碳催化变换反应的速率方程为:],Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率与温度变化的关系曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的Kp_______(填“增大”“减小”或“不变”),根据速率方程分析,T>Tm时,v逐渐减小的原因是_______

(3)在国际空间站中可利用H2处理CO2,反应为:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),在一定条件下该反应存在:v(H2)=k1·c4(H2c(CO2),v(H2O)= k2·c2(H2O)·c(CH4),可知k1·c4(H2c(CO2)=k2·c2(H2O)·c(CH4),则该反应的平衡常数K=____(用含k1,k2的代数式表示)。
(4)光催化H2O制H2技术也是研究热点。光催化材料还原H2O的机理如图所示,光照时,低能价带失去电子并产生空穴(h,具有强氧化性)。在低能价带上,H2O直接转化为O2的电极反应式为_______

以CH3OH(g)和CO2(g)为原料在一定条件下制备HCOOCH3(g),发生的主要反应如下:
I.CH3OH(g)+CO2(g)HCOOH(g)+HCHO(g)ΔH1=+756.83kJ•mol-1Kp1
II.HCOOH(g)+CH3OH(g)HCOOCH3(g)+H2O(g)ΔH2=+316.12kJ•mol-1Kp2
III.2HCHO(g)HCOOCH3(g)ΔH3=-162.04kJ•mol-1Kp3
(1)反应4CH3OH(g)+2CO2(g)3HCOOCH3(g)+2H2O(g)的ΔH=_______;该反应的压强平衡常数Kp=_______(用含Kp1、Kp2、Kp3的代数式表示)。
(2)已知压强平衡常数(Kp)与温度(T)之间存在定量关系,且符合van’tHoff方程(其中R、C为常数,ΔH为反应热)。反应I、II、III的lgKp与之间均为线性关系,如图所示。其中反应II对应的曲线为_______(填“a”、“b”或“c”)。

(3)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ•mol-1,T1℃时,将0.10molCO与0.40molH2O充入恒容密闭容器中,反应平衡后H2的物质的量分数为0.08。
①H2O的平衡转化率为_______%,反应后CO的物质的量分数为_______
②平衡后,向容器中再通入0.04molCO和0.06molCO2,则平衡将向_______移动(填“正向”、“逆向”或“不移动”)。
③由1℃时上述实验数据计算得到v~x(CO)和v~x(H2)的关系可用如图表示。当降低到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为______________(填字母)。

④研究表明,CO催化变换反应的速率方程为:式中,x(CO)、x(H2O)、x(CO2)、x(H2)分别表示相应的物质的量分数,Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度降低时,CO催化变换反应的Kp_______(填“增大”或“减小”或“不变”)。根据速率方程分析,T>Tm时v逐渐减小的原因是_______

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