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化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分重要的作用. 【查看更多】

化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用．氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料．
I．氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景．現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖實驗（圖中所用電極均為惰性電極）：
（1）對于氫氧燃料電池中，下列表達(dá)不正確的是

CD

A．a(chǎn)電極是負(fù)極，OH^-移向負(fù)極
B．b電極的電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
C．電池總反應(yīng)式為：2H₂+O₂

點燃

.

2H₂O
D．電解質(zhì)溶液的pH保持不變
E．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置
（2）上圖裝置中盛有100mL、0.1mol?L^-1AgNO₃溶液，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時，則此時上圖裝置中溶液的pH=

1

（溶液體積變化忽略不計）
II氫氣是合成氨的重要原料．工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.20kJ?mol^-1．
（1）下列事實中，不能說明上述可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡的是

②③

（填序號）
①單位時間內(nèi)生成2n mol NH₃的同時生成3n mol H₂
②單位時間內(nèi)生成n mol N-H的同時生成n mol N≡N
③用N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1：3：2
④N₂、H₂、NH₃的體積分?jǐn)?shù)不再改變
⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變
（2）已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2L的密閉容器中進(jìn)行，測得如下數(shù)據(jù)：

時間（h）物質(zhì)的量（mol）	0	1	2	3	4
N₂	1.50	n₁	1.20	n₃	1.00
H₂	4.50	4.20	3.60	n₄	3.00
NH₃	0	0.20	N₂	1.00	1.00

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算：
①反應(yīng)進(jìn)行到2小時時放出的熱量為

27.66kJ

②此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=

4

27

4

27

（保留兩位小數(shù)）
③反應(yīng)達(dá)到平衡后，若往平衡體系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00mol，化學(xué)平衡將向

正反應(yīng)

方向移動（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”、“不移動”）．

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化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分重要的作用．
（1）蘊藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀酷似冰的甲烷水合物．我國南海海底有豐富的“可燃冰”資源．取365g分子式為CH₄?9H₂O的“可燃冰”，將其釋放的甲烷完全燃燒生成CO₂和H₂O（l），可放出1780.6kJ的熱量，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為

CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ?mol^-1

．

（2）甲醇是重要的基礎(chǔ)化工原料，又是一種新型的燃料，制取甲醇的傳統(tǒng)方法是采用CuO-ZnO/γ-Al₂O₃為催化劑，合成反應(yīng)為：CO+2H₂

催化劑

.

加熱加壓

CH₃OH．生產(chǎn)中一些工藝參數(shù)如圖所示．該反應(yīng)為

放熱

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．說明你作出判斷的依據(jù)

由圖知，不論在何種壓強(qiáng)下，都是溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越小

．
最近有人制造了一種燃料電池，一個電極通入空氣，另一個電極加入甲醇，電池的電解質(zhì)是摻雜了Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O^2-離子．該電池的正極反應(yīng)式為

O₂+4e^-=2O^2-

．電池工作時，固體電解質(zhì)里的O^2-向

負(fù)

極推動．

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化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。

（1）蘊藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l) △H＝－890.3 kJ／mol。

356g“可燃冰”(分子式為CH₄·9H₂O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水．放出的熱量為 _______ 。

（2）某種燃料電池，一個電極通入空氣，另一電極通入液化石油氣(以C₄H₁₀表示)，電池的電解質(zhì)是摻入了Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下傳導(dǎo)O²^－。

已知該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為：C₄H₁₀＋2O²^－－4e^－＝CO₂＋H₂O，則該電池正極的電極反應(yīng)式為 _______ ，電池工作時，固體電解質(zhì)里的O²^－向 _______ 極移動。

（3）已知一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)為：CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)

①T℃時，在一定體積的容器中，通入一定量的CO(g)和H₂O(g)，發(fā)生反應(yīng)并保持溫度不變，各物質(zhì)濃度隨時間變化如下表： T℃時物質(zhì)的濃度(mol/L)變化

時間 / min	CO	H₂O(g)	CO₂	H₂
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084	C₁
6	0.096	0.266	0.104	C₂

第5、6min時的數(shù)據(jù)是保持溫度和體積不變時，改變某一條件后測得的。第4～5min之間，改變的條件是 _______ ，第5～6min之間，改變的條件是 _______ 。T℃時該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)是 _______ 。

②已知420℃時，該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)為9。如果反應(yīng)開始時，CO和H₂O(g)的濃度都是0.01 mol／L，則CO在此條件下的轉(zhuǎn)化率為 _______ 。

③397℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為12，請判斷該反應(yīng)的△H _______ 0(填“>”、“＝”、“<”)．

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化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。

（1）蘊藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l) △H＝－890.3 kJ／mol。

356g“可燃冰”(若分子式為CH₄·9H₂O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水．放出的熱量為

kJ。

（2）Cu₂O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的制取Cu₂O的電解池示意圖如右圖所示，電解總反應(yīng)為2Cu+H₂OCu₂O+H₂。該電解池中，銅電極接直流電源的極；每生成1molCu₂O，電路中通過的電子的數(shù)目為；該電解池的陰極反應(yīng)式為。

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化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。
（1）蘊藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l) △H＝－890.3 kJ／mol。
356g“可燃冰”(若分子式為CH₄·9H₂O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水．放出的熱量為
kJ。
（2）Cu₂O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的制取Cu₂O的電解池示意圖如右圖所示，電解總反應(yīng)為2Cu+H₂OCu₂O+H₂。該電解池中，銅電極接直流電源的極；每生成1molCu₂O，電路中通過的電子的數(shù)目為；該電解池的陰極反應(yīng)式為。