氢能作为新型能源，可利用CO制得.北京大学马丁教授等团队向容积为VL的密闭容器中充入等物质...

氢能作为新型能源，可利用CO制得.北京大学马丁教授等团队向容积为VL的密闭容器中充入等物质的量的CO和H2O进行反应。

已知：

反应Ⅰ：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)　　 ΔH1

反应Ⅱ：FeO(s)+H2(g)Fe(s)+H2O(g)　　 ΔH2

反应Ⅲ：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　 ΔH

反应Ⅲ在不同催化剂作用下（反应相同时间），温度与CO转化率的关系如图所示。

（1）反应Ⅲ的ΔH与ΔH1、ΔH2关系式：ΔH=_。

（2）若反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数分别为K1和K2，则反应Ⅲ的平衡常数K与K1、K2的关系式：K=___。

（3）随着温度的升高，CO的转化率先升后降，“后降”的可能原因是__。

（4）由图可知，ΔH__0（填“大于”或“小于”），催化剂应选择_（填“Au/α-MoC”或“Au/α-MoC/NaCN”）。

（5）已知T=1025K时，K=1。则平衡时CO的转化率α(0)=__。当T＞1025K时，平衡时，H2的体积分数ω的取值范围为_。此时，CO还原FeO(s)的能力__H2（填“大于”或“小于”）。

（6）欲提高H2的体积分数，可采取的措施为__。

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氢能是最重要的新能源，储氢是氢能利用的关健技术，其中一种储氢的方法为：

若该反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关该反应的图像判断正确的是

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（15分）二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放。

（1）在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 molCO2和3mol H2，发生的反应为：CO2(g)＋3H2(g) ⇌ CH3OH(g)＋H2O(g)，△H＝－a kJ·mol－1（a＞0）， 测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①能说明该反应已达平衡状态的是________。（选填编号）

A．CO2的体积分数在混合气体中保持不变

B．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

C．单位时间内每消耗1.2mol H2，同时生成0.4molH2O

D．该体系中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1，且保持不变

②计算该温度下此反应的平衡常数K＝_________。（保留两位有效数字）。若改变条件　　　　　　 （填选项），可使K＝1。

A．增大压强　　

B．增大反应物浓度　　

C．降低温度

D．升高温度　　

E．加入催化剂

（2）某甲醇燃料电池原理如图1所示。

①M区发生反应的电极反应式为_______________________________。

②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解的总反应离子方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为______________（忽略溶液体积变化）。

（3）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：

已知：CO2(g)＋3H2(g) ⇌　 CH3OH(g)＋H2O(g)　 　　 △H＝－a kJ·mol－1；

CH3OH(g)＝CH3OH(l)　　　　　　　　　　　 　 △H＝－b kJ·mol－1；

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)　　　　　　　　 　　 △H＝－c kJ·mol－1；

H2O(g)＝H2O(l)　　　　　　　　　　　　　 　 △H＝－d kJ·mol－1，

则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为：_____________________________

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（14分）二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放。

1.在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 molCO2和3mol H2，发生的反应为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，△H＝－akJ·mol－1（a＞0）， 测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①能说明该反应已达平衡状态的是________。

A．CO2的体积分数在混合气体中保持不变

B．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

C．单位时间内每消耗1.2mol H2，同时生成0.4molH2O

D．反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1，且保持不变

②下列措施中能使增大的是________（选填编号）。

A．升高温度　　　　　　

B．恒温恒容下充入He(g)

C．将H2O(g)从体系中分离　　

D．恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2

③计算该温度下此反应的平衡常数K＝_________。若改变条件　　　　　　 （填选项），可使K＝1。

A．增大压强　　 B．增大反应物浓度 C．降低温度 　 D．升高温度 E．加入催化剂

（2）某甲醇燃料电池原理如图1所示。

①M区发生反应的电极反应式为______________________　　　　　　　　　　 _________。

②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解反应的总反应的离子方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为______________（忽略溶液体积变化）。

（3）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：

已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H＝－a kJ·mol－1；

CH3OH(g)＝CH3OH(l)　　　　　　 △H＝－b kJ·mol－1；

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)　　　　　 △H＝－c kJ·mol－1；

H2O(g)＝H2O(l)　　　　　　　　　　 △H＝－d kJ·mol－1，

则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为：________________________　　 _________。

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（14分）二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放。

1.在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 molCO2和3mol H2，发生的反应为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，△H＝－akJ·mol－1（a＞0）， 测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①能说明该反应已达平衡状态的是________。

A．CO2的体积分数在混合气体中保持不变

B．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

C．单位时间内每消耗1.2mol H2，同时生成0.4molH2O

D．反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1，且保持不变

②下列措施中能使增大的是________（选填编号）。

A．升高温度　　　　　　

B．恒温恒容下充入He(g)

C．将H2O(g)从体系中分离　　

D．恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2

③计算该温度下此反应的平衡常数K＝_________。若改变条件　　　　　　 （填选项），可使K＝1。

A．增大压强　　 B．增大反应物浓度 C．降低温度 　 D．升高温度 E．加入催化剂

（2）某甲醇燃料电池原理如图1所示。

①M区发生反应的电极反应式为______________________　　　　　　　　　　 _________。

②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解反应的总反应的离子方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为______________（忽略溶液体积变化）。

（3）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：

已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H＝－a kJ·mol－1；

CH3OH(g)＝CH3OH(l)　　　　　　 △H＝－b kJ·mol－1；

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)　　　　　 △H＝－c kJ·mol－1；

H2O(g)＝H2O(l)　　　　　　　　　　 △H＝－d kJ·mol－1，

则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为：________________________　　 _________。

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（15分）二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放。

（1）在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 molCO2和3mol H2，发生的反应为：CO2(g)＋3H2(g) ⇌ CH3OH(g)＋H2O(g)，△H＝－a kJ·mol－1（a＞0）， 测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①能说明该反应已达平衡状态的是________。（选填编号）

A．CO2的体积分数在混合气体中保持不变

B．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

C．单位时间内每消耗1.2mol H2，同时生成0.4molH2O

D．该体系中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1，且保持不变

②计算该温度下此反应的平衡常数K＝_________。（保留两位有效数字）。若改变条件　　　　　　 （填选项），可使K＝1。

A．增大压强　　

B．增大反应物浓度　　

C．降低温度　

D．升高温度　　

E．加入催化剂

（2）某甲醇燃料电池原理如图1所示。

①M区发生反应的电极反应式为_______________________________。

②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解的总反应离子方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为______________（忽略溶液体积变化）。

（3）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：

已知：①CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H＝－a kJ·mol－1；

②CH3OH(g)＝CH3OH(l)　　　　　　　　　　　 　 △H＝－b kJ·mol－1；

③2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)　　　　　　　　 　　 △H＝－c kJ·mol－1；

④H2O(g)＝H2O(l)　　　　　　　　　　　　　 　 △H＝－d kJ·mol－1，

则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为：_____________________________

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（16分）二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排、高效利用能源能够减少二氧化碳的排放。

（1）在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 mol CO2和3mol H2，发生的反应为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－a kJ·mol－1（a＞0），测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①能说明该反应已达平衡状态的是______　　　 __。

A．CO2的体积分数在混合气体中保持不变　　　　　　

B．混合气体的密度不随时间的变化而变化。

C．单位时间内每消耗1.2mol H2，同时生成0.4molH2O。

D．反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1，且保持不变。

②下列措施中能使增大的是________（选填编号）。

A．升高温度　　 　　

B．恒温恒容下充入He(g)

C．将H2O(g)从体系中分离 　　

D．恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2

③计算该温度下此反应的平衡常数K＝__________。若改变条件（填选项），可使K＝1。

A．增大压强　　 　　

B．增大反应物浓度　 　　

C．降低温度　

D．升高温度 　　

E．加入催化剂

（2）某甲醇燃料电池原理如下图1所示。

①M区发生反应的电极反应式为_______________________________。

②用上述电池做电源，用上图2装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解反应的总反应的离子方程式为________________________。假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为______________（忽略溶液体积变化）。

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氢气是一种理想的“绿色能源”，对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用；利用氢能需要选择合适的储氢材料。目前正在研究和使用的储氢材料有镁系合金、稀土系合金等。

Ⅰ．脱碳：向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，在适当的催化剂作用下，发生反应：

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l)

①该反应自发进行的条件是　　 （填“低温”、“高温”或“任意温度”）

②下列叙述不能说明此反应达到平衡状态的是　　 。

A．混合气体的平均式量保持不变　　　　 B．CO2和H2的体积分数保持不变

C．CO2和H2的转化率相等　　　　　　　 D．混合气体的密度保持不变

e.1mol CO2参加反应的同时有3mol H-H键生成

③CO2的浓度随时间（0～t2）变化如下图所示，在t2时将容器容积缩小一倍，t3时达到平衡，t4时降低温度，t5时达到平衡，请画出t2～t6　 CO2的浓度随时间的变化。

Ⅱ．

（2）储氢材料Mg(AlH4)2在110～200℃的反应为：Mg(AlH4)2==MgH2+2Al+3H2↑。

反应中每转移3mol电子时，产生的H2在标准状况下的体积为__________L。

（3）镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi5(s)+3H2(g) LaNi5H6(s) △H<0，欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是_______(填字母编号)。

a．增加LaNi5H6(s)的量　 　　 b．升高温度　　 c．减小压强　　 d．使用催化剂

（4）储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：

①某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，起始浓度为amol·L-1，平衡时苯的浓度为b mol·L-1，该反应的平衡常数K=____________(用含a、b的代数式表示)。

②一定条件下，下图装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。

A是电源的______极(填“正”或“负”)；电解过程中产生的气体F为_____(填化学式)：电极D上发生的电极反应为__________________。

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二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质。高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放。

I．在一定温度下的2 L固定容积的密闭容器中，通入2 mol CO2和3 mol H2，发生的反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①不能说明该反应已达平衡状态的是__________。(填编号)

A．CO2的体积分数在混合气体中保持不变

B．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

C．单位时间内每消耗1.2 mol H2，同时消耗0.4 mol H2O

D．反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1，且保持不变

②从0 min到10 min，v(H2)＝______________________。

③下列措施中不能使增大的是______(填编号)。

A．降低温度　　　　　　　　　　　　　　　 B．将H2O(g)从体系中分离

C．恒温恒容下充入He(g)　　　　　　　　 D．恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2

④计算该温度下此反应的平衡常数K＝_____________________(保留两位有效数字)。

II．为进一步探究CO2与NaCN溶液反应的产物，查得数据如下：

25℃时，测得HCN和NaCN的混合溶液的pH=11，则c(HCN)/c(CN－)＝_________（可用分数表示）。

向NaCN溶液中通入少量CO2，则发生反应的离子方程式为：_____________________。

III．（1）有一种利用CO2生产甲醇燃料的方法：

已知：CO2(g)＋3H2(g) ===CH3OH(g)＋H2O(l)　 ΔH＝－a kJ·mol－1；

CH3OH(g)===CH3OH(l)　ΔH＝－b kJ·mol－1；

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－c kJ·mol－1；

则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为____________________________________。

（2）某甲醇燃料电池原理如图所示。

①M区发生反应的电极反应式为_______________________________。

②用上述电池做电源，用如图装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），假设溶液体积为300mL（体积变化忽略），当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为_______g。

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反应C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）在一可变容积的密闭容器中进行，在其它条件不变的情况下，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是

A、增加CO的物质的量

B、将容器的体积缩小一半

C、保持体积不变，充入N2使体系压强增大

D、保持压强不变，充入N2使容器体积变大

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