开发、使用清洁能源发展“低碳经济”,正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1275.6kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2=-566.0kJ•mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H3=-44.0kJ•mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=-442.8kJ•mol-1CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=-442.8kJ•mol-1。
(2)工业上甲醇利用水煤气合成,反应为CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H<0.在一定条件下,将1molCO和2molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:

①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为25%25%。
②X轴上a点的数值比b点小小(填“大”或“小”)。
③生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H>0,一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1.则T1<<T2(填“<”、“>”、“=”,下同);A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小关系为KC=KB>KAKC=KB>KA。

(3)现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池,采用电解法制备N2O5,装置如图2所示,其中Y为CO2。
写出石墨Ⅰ电极上发生反应的电极反应式H2+CO32--2e-=CO2+H2OH2+CO32--2e-=CO2+H2O。在电解池中生成N2O5的电极反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+。
【答案】CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=-442.8kJ•mol-1;25%;小;<;KC=KB>KA;H2+CO32--2e-=CO2+H2O;N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+
【解答】
【点评】
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(1)图1的四个过程中能量转化形式有
A.2种 B.3种 C.4种 D.4种以上
(2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通电2H2(g)+O2(g)△H2光照催化剂
以上反应的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
(4)氢能利用需要选择合适的储氢材料.
①NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为
②镧镍合金在一定条件下可吸收氢气生产氢化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)释放出气态氢,根据平衡移动的原理,可改变的条件之一是
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