解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷334
氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
(1)在700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2 > t1):
①反应在t1min内的平均速率:v(H2)=____ mol·L-1·min-1。
②t2时刻,该反应的正反应速率___ 逆反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理示意图如图。
①该电池供电时,____ 能转化为____ 能。
②写出该电池供电时的总反应方程式________ 。
③电极b上发生______ 反应(“氧化”或“还原”)。
④在外电路中,电子流动的方向为________ 。
(3)镁铝合金(Mg17Al10)是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al10+17H2=17MgH2+10Al。得到的混合物Y(17MgH2+10Al)在一定条件下可释放出氢气。
①镁铝合金的熔点比金属镁的熔点______ 。(填“高”或“低”)
②在6.0 mol·L-1 HCl溶液中,混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al10完全吸氢后得到的混合物Y与足量上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为______ 。
(1)在700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2 > t1):
反应时间/min | 0 | t1 | t2 |
n(CO)/mol | 1.20 | 0.80 | 0.80 |
②t2时刻,该反应的正反应速率
(2)氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理示意图如图。
①该电池供电时,
②写出该电池供电时的总反应方程式
③电极b上发生
④在外电路中,电子流动的方向为
(3)镁铝合金(Mg17Al10)是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al10+17H2=17MgH2+10Al。得到的混合物Y(17MgH2+10Al)在一定条件下可释放出氢气。
①镁铝合金的熔点比金属镁的熔点
②在6.0 mol·L-1 HCl溶液中,混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al10完全吸氢后得到的混合物Y与足量上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为
18-19高一下·江苏·阶段练习
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以CH4和 H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566 kJ·mol-1,CH3OCH3 (g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O (g) △H=-1323 kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484 kJ·mol-1。
(1)反应室3中发生反应:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。该反应在一定条件下能自发进行的原因是_____ 。
(2)反应室2中发生反应:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O (g) △H=_____ 。
(3)反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O (g) CO(g)+3H2(g)。对此反应进行如下研究:T℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CH4(g)和H2O (g)进行反应,实验测得反应过程中的部分数据见下表(表中t1<t2):
①反应从开始到t1分钟时的平均反应速率为v(H2)=_______ mol·L-1·min-1。
②若保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60 mol CH4和1.20 mol H2O,反应一段时间后,测得容器中H2的物质的量为0.60 mol,则此时v正______ v逆(填“>”、“<”或“=”)。
③若上述反应改变某一条件,测得H2的物质的量随时间变化见图中曲线B(A为原反应的曲线),则改变的条件可能是_________ 。
(4)以反应室1出来的CO和H2为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质构成的一种碳酸盐燃料电池如右上图所示。
①该电池的正极反应式为_____ 。
②若电路中流过4 mol电子,则理论上消耗CO和H2的总体积为________ L(标准状况)。
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566 kJ·mol-1,CH3OCH3 (g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O (g) △H=-1323 kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484 kJ·mol-1。
(1)反应室3中发生反应:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。该反应在一定条件下能自发进行的原因是
(2)反应室2中发生反应:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O (g) △H=
(3)反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O (g) CO(g)+3H2(g)。对此反应进行如下研究:T℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CH4(g)和H2O (g)进行反应,实验测得反应过程中的部分数据见下表(表中t1<t2):
反应时间/min | n(CH4)/mol | n(H2O)/ mol |
0 | 1.20 | 0.60 |
t1 | 0.80 | |
t2 | 0.20 |
②若保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60 mol CH4和1.20 mol H2O,反应一段时间后,测得容器中H2的物质的量为0.60 mol,则此时v正
③若上述反应改变某一条件,测得H2的物质的量随时间变化见图中曲线B(A为原反应的曲线),则改变的条件可能是
(4)以反应室1出来的CO和H2为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质构成的一种碳酸盐燃料电池如右上图所示。
①该电池的正极反应式为
②若电路中流过4 mol电子,则理论上消耗CO和H2的总体积为
氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
(1)已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ/mol,
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol,
以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为______________________________________________________ 。
(2)工业上可用H2和CO2制备甲醇,其反应方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。某温度下,将1molCO2和3molH2充入体积不变的2L密闭容器中,发生上述反应,测得不同时刻反应前后的压强关系如下表所示:
①用H2表示的前2h的平均反应速率v(H2)=_________ 。
②该温度下,CO2的平衡转化率为______________ 。
(3)在300℃、8MPa下,将CO2和H2按物质的量之比1:3通入一密闭容器中发生(2)中反应,达到平衡时,测得CO2的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数为Kp=_____ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H。在0.1MPa时,按n(CO2):n(H2)=1:3投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)的关系。
①该反应的△H_______ 0(填“>”或“<”)。
②曲线c表示的物质为______ (填化学式)。
(1)已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ/mol,
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol,
以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为
(2)工业上可用H2和CO2制备甲醇,其反应方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。某温度下,将1molCO2和3molH2充入体积不变的2L密闭容器中,发生上述反应,测得不同时刻反应前后的压强关系如下表所示:
时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
0.90 | 0.85 | 0.83 | 0.81 | 0.80 | 0.80 |
①用H2表示的前2h的平均反应速率v(H2)=
②该温度下,CO2的平衡转化率为
(3)在300℃、8MPa下,将CO2和H2按物质的量之比1:3通入一密闭容器中发生(2)中反应,达到平衡时,测得CO2的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数为Kp=
(4)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H。在0.1MPa时,按n(CO2):n(H2)=1:3投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)的关系。
①该反应的△H
②曲线c表示的物质为
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