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(1)“制氢”“储氢”“用氢”一直都是能源研究的热点。工业上制取H2有多种方法,如:
①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H1=+131.5kJ⋅mol-1
②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H2=+206.2kJ⋅mol-1
③CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H3=+247.4kJ⋅mol-1
④2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H4=+483.6kJ⋅mol-1
由上述可知:CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H3=+165.0kJ•mol-1
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H3=+165.0kJ•mol-1

(2)在密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)△H=-11kJ•mol-1.如图表示不同温度T1、T2下平衡时HI(g)的体积分数随起始n(H2):n(I2)的变化关系。

①反应温度:T1
T2(填“>”“<”或“=”),A点对应的n(H2):n(I2)=
1:1
1:1

②维持B点温度和起始n(H2):n(I2)不变,欲加快该化学反应速率,则可采取的措施有
增大压强或缩小容器容积或加入适当的催化剂
增大压强或缩小容器容积或加入适当的催化剂
。(任写一种措施)
(3)科学家研究了下列反应:2HI(g)⇌H2(g)+I2(g),在100kPa和730K时,向密闭容器中投入HI,气体混合物中H2的物质的量分数x(H2)与反应时间t的关系如下表:
t/min 0 20 40 60 100 120
x(H2 0 0.05 0.08 0.09 0.10 0.10
①40min时,HI的转化率为
16%
16%
,根据上述实验结果,温度为730K时该反应的压强平衡常数Kp=
0.016
0.016
。(结果保留2位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,p=p×物质的量分数)
②上述反应中,反应速率v=v-v=k•x2(HI)-k•x(H2)•x(I2),k、k逆分别为正、逆反应速率常数,x为物质的量分数.计算20min时,
v
v
=
5.1
5.1
(结果保留2位有效数字)。

【答案】CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H3=+165.0kJ•mol-1;<;1:1;增大压强或缩小容器容积或加入适当的催化剂;16%;0.016;5.1
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:6引用:3难度:0.6
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  • 1.氢在地球上主要以化合态的形式存在,是宇宙中分布最广泛的物质,它构成了宇宙质量的75%,属于二次能源.工业上生产氢的方式很多,常见的有水电解制氢,煤炭气化制氢,重油及天然气水蒸气催化制氢等.氢气是一种理想的绿色能源,如图1为氢能产生和利用的途径:

    (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)
    通电
    2H2(g)+O2(g)△H 1      2H2O(1)
    光照
    催化剂
    2H2(g)+O2(g)△H2   
    以上反应的△H1
     
    △H2(选填“<”、“>”或“=”)
    (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
     

    ③一定条件下,如图3所示装置可实现有机物的电化学储氢,使C7H8转化为C7H14,则电解过程中产生的气体X 为
     
    ,电极A上发生的电极反应式为
     

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