氢能是一种高效清洁、极具发展潜力的能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气，具有良好的应用前...

氢能是一种高效清洁、极具发展潜力的能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气，具有良好的应用前景。

已知下列反应：

反应I：CH3CH2OH(g)+H2O(g) 2CO(g)+4H2(g)　　　　 △H1

反应Ⅱ：CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)　　　　　　　　 △H2

反应Ⅲ：2 CO2(g)+ 6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)　 △H3

反应Ⅳ：6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)　　　　 △H4

（1）反应I和反应II的平衡常数随温度变化曲线如图所示。则△H1 _________△H2（填“>”、“<”或“=”）；△H3=_________（用△H1、△H2表示）。

（2）向2L密闭容器中充入H2和CO2共6mol，改变氢碳比[n（H2）/n（CO2）]在不同温度下发生反应III达到平衡状态，测得的实验数据如下表。分析表中数据回答下列问题：

①温度升高，K值__________（填“增大”、“减小”、或“不变”）。

②提高氢碳比，K值____（填“增大”、“减小”、或“不变”），对生成乙醇______（填“有利”或“不利”）。

③在700K、 氢碳比为1.5，若5min反应达到平衡状态，则0～5min用H2表示的速率为__________。

（3）反应III在经CO2饱和处理的KHCO3电解液中，电解活化CO2制备乙醇的原理如图所示。

①阴极的电极反应式为________。

②从电解后溶液中分离出乙醇的操作方法为________。

（4）在一定条件下发生反应Ⅳ，测得不同温度对CO2的平衡转化率及催化剂的效率影响如图所示，下列有关说法正确的为________（填序号）。

①不同条件下反应，N点的速率最大

②M点平衡常数比N点平衡常数大

③温度低于250℃时，随温度升高乙烯的产率增大

④实际反应应尽可能在较低的温度下进行，以提高CO2的平衡转化率。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

氢气是一种理想的绿色能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气，具有良好的应用前景。

乙醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如下左图所示：

已知：反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数随温度变化曲线如上右图所示。

（1）反应Ⅰ中，1molCH3CH2OH(g)参与反应后的热量变化是256kJ。反应1的热化学方程式是_____________________。

（2）反应Ⅱ，在进气比[n(CO)：n(H2O)]不同时，测得相应的CO的平衡转化率见下图(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同)。

①图中D、E两点对应的反应温度分别为TD和TE判断：TD_______TE (填“<”“=”或“>”)。

②经分析，A、E 和G 三点对应的反应温度相同，其原因是A、E和G三点对应的________相同。

③当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系

是_________________。

（3）反应Ⅲ，在经CO2饱和处理的KHCO3电解液中，电解活化CO2制备乙醇的原理如图所示。

①阴极的电极反应式是____________________。

②从电解后溶液中分离出乙醇的操作方法是_________________。

③直接向KOH溶液中通入CO2，可以获得“经CO2饱和处理的KHCO3电解液”，该过程中浓度先增大后减小的离子是__________________ (填化学式)。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

氢气是一种理想的绿色能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气，具有良好的应用前景。乙醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如下图所示：

已知：反应I和反应II的平衡常数随温度变化曲线如下图所示。

（1）①试说明反应Ⅰ能否发生自发反应______________________________________。

②反应Ⅰ、Ⅱ达平衡后，若在恒温恒压条件下，向体系中充入N2，CO的体积分数会________________（填“上升”、“不变”、“下降”）。

（2）反应II，在进气比[n(CO) : n(H2O)]不同时，测得相应的CO的平衡转化率见下图1

（各点对应的反应温度可能相同，也可能不同）。

③图中D、E两点对应的反应温度分别为TD和TE。判断：TD______TE（填“<”“=”或“>”）。

④经分析计算，A、E和G三点对应的反应温度相同，理由是_________________________。

⑤在图2中，画出D点所对应温度下CO平衡转化率随进气比[n(CO) : n(H2O)]的曲线。____________

⑥以熔融Na2CO3为电解质的乙醇燃料电池具有广泛的应用，写出其负极的电极反应方程式。________________________________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

随着能源问题的进一步突出，氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的能源，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，开发氢能已引起各国的高度重视．

Ⅰ．（1）生产氢气的方式很多，写出工业生产中采用煤为原料制取氢气的化学反应方程式：　　　　　 。

（2）热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

请回答下列问题；

①该循环工艺过程的总反应方程式为　　　　　　　　　 　　　 .

②运用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出氢气的目的是　　　　　　　 。

（3）最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)也可以用于热化学循环分解水制氢，利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为：

MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为：

2MnFe2O42MnFe2O4－x＋XO2↑，MnFe2O4－x＋xH2O=MnFe2O4＋xH2↑

请认真分析上述两个反应并回答下列问地：

① 在反应中MnFe2O4是　　　　　　　　 (填“催化剂”或“中间产物”)，若MnFe2O4－x中x=0.8，则MnFe2O4－x中Fe2+占全部铁元素的百分比为　　 　　　　　　 。

②该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是　　　　　　 　　 ．

Ⅱ.（4）氢能的利用涉及氢的储存、运输和使用，镍和镧组成的一种合金LaNiX ，是较好的储氢材料，能快速可逆地存储和释放氢气。LaNix 的晶胞如右图，其储氢原理为：镧镍合金吸附H2，H2解离为原子，H储存在其中形成LaNixH6。LaNixH6中，x=　　 　　　　　 　 。该贮氢的镧镍合金、泡沫氧化镍、氢氧化钾溶液组成的镍氢电池被用于制作原子钟，反应原理为：LaNixH6+6NiO(OH) LaNix+6NiO+6H2O，电池放电时，发生氧化反应的电极反应式为：　　　　 　　　　　　 。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。

（1）氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点．

已知：①CH4的燃烧热为890KJ·mol-1； ②H2的热值为50.2kJ·g－1

则甲烷部分氧化生成CO2和H2的热化学方程式为___________________________________；该反应自发进行的条件是___________。

（2）Bodensteins研究了如下反应：2HI（g）H2（g）+I2（g）△H=+11kJ/mol在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：

①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：___________。

②上述反应中，正反应速率为v正=k正x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，若k正=9.00min-1，在t=20min时，v逆=__________min-1（保留三位有效数字）

③由上述实验数据计算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的关系可用下图表示。在上述平衡基础上，缓慢升高到某一温度，反应重新达到平衡，请在下图中画出此过程的趋势图。______________

（3）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在Al电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为______________________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

（12分）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

（1）反应Ⅰ的化学方程式是　　　　　　　　 。

（2）反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2的H2SO4层和高浓度的I2的HI层。

①根据上述事实，下列说法正确的是　　　　　　　　 （选填序号）。

a．两层溶液的密度存在差异

b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶

c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶

②辨别两层溶液的方法是　　　　　　　　 。

③经检测，H2SO4层中c（H+）：c（SO42-）=2.06：1。其比值大于2的原因是　　　　　　　　 。

（3）反应Ⅱ：2H2SO4（l）=2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）　 △H=+550kJ/mol

它由两步反应组成：i．H2SO4（l）=SO3（g） +H2O（g） △H=+177kJ/mol

ii．SO3（g）分解。

L（L1、L2），X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，ii中SO3（g）的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是　　　　　　　　　　　　 。

②判断L1、L2的大小关系，并简述理由：　　　　　　　　　　　　 。

高三化学简答题极难题查看答案及解析

氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

（1）反应Ⅰ的化学方程式是　　　　　　　　 。

（2）反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2的H2SO4层和高浓度的I2的HI层。

①根据上述事实，下列说法正确的是　　　　　　　　 （选填序号）。

a．两层溶液的密度存在差异

b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶

c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶

②辨别两层溶液的方法是　　　　　　　　 。

③经检测，H2SO4层中c（H+）：c（SO42-）=2.06：1。其比值大于2的原因是　　　　　　　　 。

（3）反应Ⅱ：2H2SO4（l）=2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）　　 △H=+550kJ/mol

它由两步反应组成：i．H2SO4（l）=SO3（g） +H2O（g）　　 △H=+177kJ/mol

ii．SO3（g）分解。

L（L1、L2），X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，ii中SO3（g）的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是　　　　　　　　　　　　 。

②判断L1、L2的大小关系，并简述理由：　　　　　　　　　　　　 。

高三化学简答题困难题查看答案及解析

氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

（1）反应Ⅰ的化学方程式是　　　　　　　　 。

（2）反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2的H2SO4层和高浓度的I2的HI层。

①根据上述事实，下列说法正确的是　　　　　　　　 （选填序号）。

a．两层溶液的密度存在差异

b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶

c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶

②辨别两层溶液的方法是　　　　　　　　 。

③经检测，H2SO4层中c（H+）：c（SO42-）=2.06：1。其比值大于2的原因是　　　　　　　　 。

（3）反应Ⅱ：2H2SO4（l）=2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）　　 △H=+550kJ/mol

它由两步反应组成：i．H2SO4（l）=SO3（g） +H2O（g）　　 △H=+177kJ/mol

ii．SO3（g）分解。

L（L1、L2），X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，ii中SO3（g）的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是　　　　　　　　　　　　 。

②判断L1、L2的大小关系，并简述理由：　　　　　　　　　　　　 。

高三化学简答题困难题查看答案及解析

氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，其开发利用是科学家们研究的重要课题。试回答下列问题：

(1)氢气也可以作为化工生产的原料，如一定的条件下，合成氨反应为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，该反应的平衡常数表达式为：_________________。在2L的恒容密闭容器中加入1.8mol H2和0.6mol N2，其中N2的量随时间的变化曲线如图。从llmin起，在其它条件不变的情况下，压缩容器的体积为1L，则n(N2)的变化曲线为：_____________（填“a”或“b”或“c”或“d”）， 达新平衡时，c(N2)的数值为：_________。

(2)在工业上也可以利用氢气合成液体燃料。如：工业上合成甲醇的反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　 △H<0，该过程既可以减弱CO2的温室效应，又可以充分利用CO2。反应过程中部分数据见下表（起始：T1℃、2.0L密闭容器）：

达到平衡时，反应I、II对比：平衡常数K(I)_______K(II)(填“>”“<”或“=”)。保持其他条件不变的情况下，若30 min时只向容器I中再充入1 mol CO2(g)和1mol H2O(g)，则平衡______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。

(3) 100 kPa时，绝热密闭容器中发生反应2NO(g)+O2 (g)2NO2(g)。一定压强下，NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示。

：

300℃时，VmL NO和0.5mLO2混合发生该反应，最终混合气体的平均摩尔质量为：　　 _________（用含V的计算式表示）。图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时NO的转化率，则_____点对应的压强最大。若氧气中混有氮气，容器中还同时发生了如下反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)△H=+180kJ/mol，则此反应对NO的转化率的影响是_________ （填“增大”、“减小”或“无法判断”），理由是______。

高三化学简答题困难题查看答案及解析

氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，CH4—H2O催化重整是目前大规模制取氢气的重要方法。

(1)CH4－H2O催化重整：

反应Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　 ∆H1 = +210kJ/mol

反应Ⅱ: CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g)　 ∆H2 =﹣41kJ/mol

①提高CH4平衡转化率的条件是________。

a．增大压强　　　　 b．加入催化剂　　　　 c．增大水蒸气浓度　　

②CH4、H2O催化重整生成CO2、H2的热化学方程式是________。

③在密闭容器中，将2.0 mol CO与8.0 mol H2O混合加热到800℃发生反应Ⅱ，达到平衡时CO的转化率是80%，其平衡常数为 _________。

(2)实验发现，其他条件不变，相同时间内，向催化重整体系中投入一定量的CaO可以明显提高H2的百分含量。做对比实验，结果如下图所示：

①投入CaO时，H2百分含量增大的原因是：_________。

②投入纳米CaO时，H2百分含量增大的原因是：__________。

(3)反应中催化剂活性会因积炭反应而降低，相关数据如下表：

①研究发现，如果反应Ⅰ不发生积炭过程，则反应Ⅱ也不会发生积炭过程。因此，若保持催化剂的活性，应采取的条件是_________。

②如果Ⅰ、Ⅱ均发生了积炭反应，通入过量水蒸气能有效清除积炭，反应的化学方程式是_________。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析