科学家提出如下光分解法制备氢气：①2Ce4＋(aq)＋H2O(l)===2Ce3＋(aq)...

科学家提出如下光分解法制备氢气：

①2Ce4＋(aq)＋H2O(l)===2Ce3＋(aq)＋O2(g)＋2H＋(aq)　ΔH1

②Ce3＋(aq)＋H2O(l)===Ce4＋(aq)＋H2(g)＋OH－(aq)　ΔH2

③H2O(l)===H＋(aq)＋OH－(aq)　ΔH3

④2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH4

下列说法正确的是(　　)

A. Ce4＋能够增大水分解反应的活化能，提高反应速率

B. Ce3＋是反应②和反应③的催化剂

C. 上述反应中，ΔH4＝2ΔH1＋4ΔH2－4ΔH3

D. 通常条件下，反应④中生成H2、O2的速率之比为1∶2

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已知分解1 mol 液态H2O2 ，生成液态H2O和氧气放出热量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2的分解机理为：

H2O2（l）＋ I－(aq)　 　 H2O(l) ＋IO－ (aq)   　　   　　　　　　 △H1　　 反应Ⅰ

H2O2（l）＋ IO－（aq）　 H2O(l)　 ＋O2（g）＋ I－（aq）   △H2 反应Ⅱ

下列有关说法错误的是(      )

A. 可以用带火星的木条检验H2O2是否开始分解

B. IO－在反应Ⅰ中是氧化产物，在反应Ⅱ中是氧化剂

C. 在H2O2溶液中加入NaIO也能提高H2O2分解速率

D. △H1+△H2 -98kJ/mol

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氯气是一种清洁、高效新能源， 也是重要的化工原料。

(1)通过热化学循环在较低温度下由硫化氢分解制备氢气的反应系统原理为：

SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq)　　 ∆H1=-151kJ∙mol-1

2HI(aq)=H2(g)+I2(s)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ∆H2=+110kJ∙mol-1

H2S(g)+H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+2H2O(l)　　　 ∆H3=+61kJ∙mol-1

(热化学硫碘循环硫化氢分解联产氢气、硫磺系统)

通过计算可知，该系统制氢的热化学方程式为___________。

(2)工业上利用CO和H2合成清洁能源CH3OH，其反应为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH= -116 kJ·mol-1。如图表示CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的示意图：

①X 表示的是______ (填“温度”或“压强”) ，理由是_________；Y1______Y2 (填“<”、“ >”或“=”)

②在2L恒容密闭容器中充入2 mol CO 和4 mol H2，一定条件下经过10 min 达到平衡状态c 点处。在该条件下，从开始至达到平衡状态v(CH3OH) =______ mol∙L-1∙min -1，平衡常数K=________(填最简分数)。平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系是______

③下列措施既能增大反应速率又能提高反应物转化率的是______ (填字母)。

A. 使用催化剂　　 B. 及时分离CH3OH　　 C.升高温度　　 D.增大压强

(3) 已知燃料电池的比能最与单位质量燃料物质失去的电子数成正比。理论上H2、CH4、CH3OH的碱性电池的比能量由大到小的顺序为_________。

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已知在25 ℃、1.01×105 Pa下，1mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如下图所示，下列有关说法正确的是（　　　 ）

A.H2O分解为H2与O2时放出热量

B.热化学方程式为：2H2(g) + O2(g) ＝ 2H2O(g)　 ΔH = -490 kJ·mol-1

C.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为甲>乙>丙

D.乙→丙的过程中若生成液态水，释放的能量将小于930 kJ

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氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：

（1）氢气可用于制备H2O2。已知：

H2(g)+A(l)=B(l)　　 ΔH1

O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)　 ΔH2

其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH____0(填“>”、“<”或“=”)。

（2）在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)+yH2(g) MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是________。

①容器内气体压强保持不变

②吸收y mol H2只需1 mol MHx

③若降温，该反应的平衡常数增大

④若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)>v(吸氢)

（3）化工生产的副产物也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42−，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。

①电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_______。

②c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，，请分析N点c(Na2FeO4)低于最高值的原因：__________。

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氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

(1)热分解法制氢。某温度，H2O(g) H2(g)+1/2O2(g)。该反应平衡常数表达式K=_____

(2)热化学循环制氢。制备H2的反应步骤如下：

①Br2(g) + CaO(s) = CaBr2(s) + 1/2O2(g)　　　　　　　　　 ΔH=－73 kJ·mol-1

②3FeBr2(s) + 4H2O(g) = Fe3O4(s) + 6HBr(g) + H2(g)　　 ΔH=+384 kJ·mol-1

③CaBr2(s) + H2O (g) = CaO(s) + 2HBr(g)　　　　　　　　 ΔH=+212 kJ·mol-1

④Fe3O4(s)+8 HBr(g) = Br2(g) + 3FeBr2(s) + 4H2O(g)　　 ΔH=－274 kJ·mol-1

则 H2O(g) H2(g)+1/2O2(g)　　 ΔH =_________kJ·mol－1。

(3)光电化学分解制氢，钛酸锶光电极:4OH-－4e- O2+2H2O，则铂电极的电极反应为_______。

(4)水煤气法制氢。CO(g) + H2O(g) CO2(g)+ H2(g)　 ΔH <0，在850℃时，K=1。

① 若升高温度到950℃时，达到平衡时K_________1(填“＞”、“＜”或 “＝”)。

② 850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2 和x　 mol H2，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是_________。

(5)甲烷制氢。将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O (g)通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应：CH4(g) + H2O (g)＝CO (g) + 3H2(g)。测得达到平衡所需的时间为5 min，CH4的平衡转化率为50%，则用H2表示该反应的平均反应速率为_____。

(6)LiBH4具有非常高的储氢能力，分解时生成氢化锂和两种非金属单质。该反应的化学方程式为_____。

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已知：2H₂(g)+O₂(g) === 2 H₂O (l)  △H= －571.6 kJ· mol^-1，下列说法正确的是

A．2 L液态水分解成2L氢气与1L氧气吸收571.6 kJ热量

B．2 mol氢气与1mol氧气反应生成2mol气态水放出热量大于571.6  kJ

C．在相同条件下，2 mol氢气与1mol氧气的能量总和大于2mol液态水的能量

D．使用催化剂能降低该反应的活化能使反应放出得热量小于571.6  kJ

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“绿色化学”是当今社会人们提出的一个新概念。在绿色化学中，一个重要的衡量指标是原子利用率。其计算公式为：

现有工业上用乙基蒽醌制备H2O2，其工艺流程的反应方程式为

则用乙基蒽醌法制备H2O2的原子利用率是（　　 ）

A. 12.6%　　 B. 12.5%　　 C. 94.1%　　 D. 100%

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根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是(　 　)

A. H2O分解为H2与O2时放出热量

B. 生成1 mol H2O时吸收热量245 kJ

C. 甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙

D. 氢气和氧气的总能量小于水的能量

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为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想如图所示。下列说法正确的是

A．氢能源已被普遍使用

B．H2O的分解反应是吸热反应

C．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值

D．2 mol 液态H2O具有的总能量高于2 mol H2和1 mol O2的能量

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