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...

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)。

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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。________________________________。

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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。

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甲醇水蒸气重整制氢方法是目前比较成熟的制氢方法，且具有良好的应用前景。甲醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如图所示：

（1）已知一定条件下

反应I：CH3OH(g)==CO(g)+2H2(g)　　 ΔH1＝+90.7kJ/mol

反应III：CH3OH(g)+H2O(g) =CO2(g)+3H2(g)　　 ΔH3＝+49.5kJ/mol

该条件下反应II的热化学方程式是___。

（2）已知反应II在进气比[n(CO)：n(H2O)]不同时，在不同温度（T1、T2）下，测得相应的CO的平衡转化率见图。

①比较T1、T2的大小，并解释原因___。

②A点对应的化学平衡常数是___。

③T1温度时，按下表数据开始反应建立平衡。

反应进行到t时刻时，判断v（正）、v（逆）的大小关系为：v（正）__v（逆）(填“>”“<”或“=”)。

④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）在经CO2饱和处理的KHCO3电解液中，电解活化CO2可以制备乙醇，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___。

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甲醇水蒸气重整制氢方法是目前比较成熟的制氢方法，且具有良好的应用前景。甲醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如图所示：

（1）已知一定条件下

反应I：CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)　　　 ΔH1=+90.7kJ/mol

反应III：CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)　　 ΔH3=+49.5kJ/mol

该条件下反应II的热化学方程式是___。

（2）已知反应II在进气比[n(CO)：n(H2O)]不同时，在不同温度（T1、T2）下，测得相应的CO的平衡转化率见图。

①比较T1、T2的大小，T1___T2(填“>”“<”或“=”)。

②A点对应的化学平衡常数是___。

③T1温度时，按下表数据开始反应建立平衡

反应进行到t时刻时，判断v（正）、v（逆）的大小关系为：v（正）___v（逆）(填“>”“<”或“=”)。

④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）CO2在生产中有着广泛的用途。

①将过量CO2通入KOH溶液中可生成KHCO3，请写出该反应的离子方程式___。

②在经CO2饱和处理的KHCO3弱酸性溶液中，电解活化CO2可以制备乙醇，原理如图所示。该电极为___（填“阴极”或“阳极”），电极反应式是___。

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氢气是一种理想的清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

（1）直接热分解法制氢。某温度下，H2O(g)H2(g)+O2(g)。该反应的平衡常数表达式为K=_____。

（2）乙醇水蒸气重整制氢。其部分反应过程和反应的平衡常数随温度变化曲线如图1所示：

反应中，某温度下每生成1mol H2(g) 热量变化是62 kJ。则该温度下图1所示反应的热化学方程式是______________________________________。

（3）水煤气法制氢。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　 ΔH <0，在进气比[n(CO)∶n(H2O)]不同时，测得相应的CO的平衡转化率见图2（各点对应的反应温度可能相同，也可能不同）。

①往维持恒温的2L密闭容器中加入一定量的CO和0.lmol H2O(g)，在图中G点对应温度下反应经5min 达到平衡，则v(CO) 等于_________mol/(L·min)

②图中B、E 两点对应的反应温度分别为TB和TE判断：TB______TE （填“<”“=”或“>”）。

③经分析，A、E 和G三点对应的反应温度都相同为T℃，其原因是A、E 和G三点对应的_____________相同。

④当T℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入3.0 mol CO、1.0 mol H2O、1.0mol CO2和x mol H2，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_________________________________。

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

则铂电极的电极反应为_______________________________。

（5）Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成Mg2Cu和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数约为0.077）。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为___________________________。

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氢能源是公认的零碳消洁能源，用乙醇为原料可通过多种方法制氢，具有理想的应用前景。回答下列问题：

（一）乙醇催化重整制氢

原理：C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)△H1

以Ni/凹凸棒石做催化剂，在2L刚性容器中，分别以水醇比为2:1、4:1、6:1、8:1投料（乙醇的起始物质的量相同），反应相同时间测得乙醇转化率随温度变化的关系如图所示。

已知：过多的水分子会占据催化剂表面活性位，导致反应速率降低：上图中水醇比为2:1时，各点均已达到平衡状态。

(1)反应热△H1________0(填“＞”或“<”)。若乙醇的起始物质的量为n0mol，则K(400℃)=______________（列出计算式）。

(2)400℃时，水醇比过高不利于乙醇转化的原因是____________________________；B、C、D三点中，一定未达到平衡状态的是______________（填标号）。

（二）乙醇氧化制氢

原理：C2H5OH(g)+O2(g)2CO2(g)+3H2(g)　 △H2

(3)已知H2(g)+O2(g)H2O(g)　　 △H3，则△H2=_____(用含△H1和△H3的式子表示)。在密闭容器中通入一定量的乙醇和氧气，达到平衡状态后增大容器体积，则混合气体的平均相对分子质量将_________（填“增大”“减小”或“不变”)。

（三）乙醇电解法制氢

乙醇电解法不仅可以利用乙醇本身的氢，还可以从水中获得氢，且电解乙醇所需电压比电解水的理论电压要低很多。

(4)利用如图所示装过(MEA为复杂的膜电极）电解乙醇制氢，阳极的电极反式应为___________，理论上每转移lmol电子，可以产生________L氢气（标准状况下）。

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氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。回答下列问题:

（1）直接热分解法制氢

某温度下，2H2O(g)2H2(g) +O2(g)，该反应的平衡常数表达式为K=______。

（2）乙醇水蒸气重整制氢

反应过程和反应的平衡常数(K)随温度(T)的变化曲线如图1所示。某温度下，图1所示反应每生成1mol H2(g)，热量变化是62 kJ，则该反应的热化学方程式为_____________。

（3）水煤气法制氢

CO(g)+ H2O(g)CO2(g) +H2(g) 　　 △H<0

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

①向2 L恒温恒容密闭容器中加入一定量的CO和0.1mol H2O(g)，在图中G点对应温度下，反应经5 min 达到平衡，则平均反应速率v(CO)=________。

②图中B、E 两点对应的反应温度分别为TB和TE，则TB_____TE (填“>”“ <”或“=”)。

③经分析，A、E、G三点对应的反应温度都相同(均为T℃)，其原因是A、E、G 三点对应的_________相同。

④当T℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入3.0 mol CO、1.0 mol H2O(g)、1.0 molCO2和x mol H2，为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______。

（4）光电化学分解制氢

反应原理如图3，钛酸锶光电极的电极反应式为4OH-－4e－＝O2↑＋2H2O，则铂电极的电极反应式为________________。

（5）Mg2Cu 是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu 与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数约为7.7%)。该反应的化学方程式为______________。

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十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。绿色能源是实施可持续发展的重要途径，利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如下图所示：

(1)已知：CO(g) +H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　　 　 ∆H1=-41 kJ·mol-1 　　

CH3CH2OH(g)+3H2O(g)⇌2CO2(g)+6H2(g)　　　　 ∆H2 =+174.1 kJ·mol-1

反应I的热化学方程式为______。

(2)反应II在进气比[n(CO) : n(H2O)]不同时，测得相应的 CO 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；各点对应的其他反应条件都相同)。

①图中A、E和 G三点对应的反应温度TA、TE、TG的关系是_____，其原因是 ______。该温度下，要提高CO平衡转化率，除了改变进气比之外，还可采取的措施是______。

②由图中可知CO的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是____。

③A、B 两点对应的反应速率大小：vA_____vB(填“<” “=”或“>”)。已知反应速率 v=v正−v逆= k正x(CO)x(H2O) − k逆x(CO2) x(H2) ，k为反应速率常数，x为物质的量分数，在达到平衡状态为D点的反应过程中，当CO的转化率刚好达到20％时，=_____。

(3)反应III在饱和KHCO3电解液中，电解活化的CO2来制备乙醇，其原理如图所示，则阴极的电极反应式为___________。

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十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。绿色能源是实施可持续发展的重要途径，利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如下图所示：

（1）已知：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 　　　　　 △H1= - 41 kJ/mol

CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 2CO2(g)+6H2(g)　　 △H2=+174.1 kJ/mol

请写出反应I的热化学方程式__________________________________________________________。

（2）反应II，在进气比[n(CO) : n(H2O)]不同时，测得相应的CO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；各点对应的其他反应条件都相同）。

①经分析，A、E和G三点对应的反应温度相同，其原因是KA=KE=KG=__________（填数值）。在该温度下：要提高CO平衡转化率，除了改变进气比之外，还可采取的措施是_____

②对比分析B、E、F三点，可得出对应的进气比和反应温度的变化趋势之间的关系是________

③比较A、B两点对应的反应速率大小：VA________VB（填“<” “=”或“>”）。反应速率v=v正−v逆= K正X(CO)X(H2O) –K逆X( CO2)X(H2)，K正、K逆分别为反应速率常数，X为物质的量分数，计算在达到平衡状态为D点的反应过程中，当CO转化率刚好达到20%时

=__________ （计算结果保留1位小数）。

（3）反应III，利用碳酸钾溶液吸收CO2得到饱和的KHCO3电解液，电解活化的CO2来制备乙醇。

①已知碳酸的电离常数Ka1=10-a，Ka2=10-b，吸收足量CO2所得饱和KHCO3溶液的pH=c，则该溶液中 =________（列出计算式）。

②在饱和KHCO3电解液中电解CO2来制备乙醇的原理如图所示。则阴极的电极反应式是________。

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