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氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。以生物材质 (以C 计)与水蒸气反应制取H2是种低耗能,高效率的制H2方法。该方法由气化炉制造H2和燃烧炉再生CaO两步构成。气化炉中涉及到的反应为:
I  C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)   K1
II  CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)  K2
III CaO(s}+CO2(g}⇌CaCO3(s)  K3
燃烧炉中涉及到的反应为:
IV C(s)+O2(g)═CO2
V CaCO3(s)═CaO(s)+CO2(g)
(1)该工艺制H2总反应可表示为C(s)+2H2O(g)+CaO(s)⇌CaCO3(s)+2H2(g),其反应的平衡常数K=
K1•K2•K3
K1•K2•K3
(用K1、K2、K3的代数式表示)。在2L的密闭容器中加入一定量的C(s)、H2O(g)和CaO(s)。下列能说明反应达到平衡的是
BC
BC

A.容器内压强不再变化          B.H2与H2O(g)的物质的量之比不再变化
C.混合气体的密度不再变化      D.形成a molH-H键的同时断裂2amolH-O键
(2)对于反应I,不同温度和压强对H2产率影响如表。
温度 压强p1/Mpa 压强p2/Mpa
500℃ 45.6% 51.3%
700℃ 67.8% 71.6%
下列图1中图象正确的是
BD
BD


(3)已知反应Ⅱ的△H=-41.1kJ/mol,C=O、O-H、H-H的键能分别为 803kJ/mol,464kJ/mol、436kJ/mol,
则CO中碳氧键的键能为
1072.9
1072.9
 kJ/mol。
(4)对于反应Ⅲ,若平衡时再充入CO2,使其浓度增大到原来的2倍,则平衡移动方向为
正向移动
正向移动

当重新平衡后,CO2浓度
不变
不变
(填“变大”“变小”“不变”)。
(5)甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂,其工作原理的示意图如图2:
请回答下列问题:①Pt(a)电极是电池的
极,电极反应式为
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+

②常温下,用此电池以惰性电极电解0.5L饱和食盐水(足量),若两极共生成气体1.12L(已折算为标准状况下的体积),则电解后溶液的pH=
13
13
(忽略溶液的体积变化)。

【答案】K1•K2•K3;BC;BD;1072.9;正向移动;不变;负;CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;13
【解答】
【点评】
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发布:2024/8/17 9:0:1组卷:2引用:2难度:0.5
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    (1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
    ①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有关说法正确的是
     

    a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
    b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
    c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
    d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
    (2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
    则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ•mol-1
    (3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
    ①该电池正极的电极反应式为
     

    ②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
     
    个电子发生转移.
    (4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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