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...

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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甲醇是一种重要的化工原料．

已知：

写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 ______ ．

甲醇与水蒸气催化重整可获得清洁能源，具有广泛的应用前景．其反应为：

该反应的平衡常数表达式为 ______ ．

下列措施中能使平衡时减小的是双选 ______ ．

A.加入催化剂                   恒容充入，使体系压强增大

C.将从体系中分离          恒容再充入

甲醇可以氧化成甲酸，在常温下用 NaOH溶液滴定  甲酸溶液过程中，当混合液的时，所消耗的 ______

填“”或“”或“” ．

利用甲醇燃烧设计为燃料电池，如图所示，则负极电极反应式为 ______ ．

合成甲醇的主要反应为：原料气的加工过程中常常混有一些，为了研究温度及含量对该反应的影响，以、CO和的混合气体为原料在一定条件下进行实验．实验数据见下表：

由表中数据可得出多个结论．

结论一：在一定条件下，反应温度越高，生成的碳转化率 ______ ．

结论二： ______ ．

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甲醇是一种重要的化工原料。甲醇与水蒸气催化重整可获得清洁能源，具有广泛的应用前景。现有如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1mol CH3OH和1molH2O，一定条件下发生反应：CH3OH (g)+ H2O (g) CO2(g) +3 H2 (g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下表所示。　

①已知：CH3OH (g)+ O2 (g) CO2(g) + 2H2 (g)　 H1= —192.9kJ/mol　

H2(g)+ O2 (g) H2 O(g)　 H2= —120.9kJ/mol　

则甲醇与水蒸气催化重整反应的焓变△H3=_____　　　　　　　　　　　　　 。　

②10~30 min内，氢气的平均反应速率v(H2)＝___________mol/(L·min)。　

③该反应的平衡常数表达式为K=__________________。　

④下列措施中能使平衡时n(CH3OH)／n(CO2)减小的是(双选)___________。　

A．加入催化剂　　　　　　　　　　 B．恒容充入He(g)，使体系压强增大　

C．将H2(g)从体系中分离　　 D．再充入1molH2O　

（2）甲醇在催化剂条件下可以直接氧化成甲酸。　

①在常温下，用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20. 00 mL 0.1000 mol/L 甲酸溶液过程中，当混合液的pH=7时，所消耗的V(NaOH)___(填“＜”或“＞”或“＝”) 20. 00 mL。　

②在上述滴定操作中，若将甲酸换成盐酸，请在图中的相应位置画出相应的滴定曲线。(1滴溶液约0.04mL)　

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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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应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手，如开发利用清洁能源．甲醇是一种可再生的清洁能源，具有广阔的开发和应用前景．回答下列问题：

(1)与合成甲醇：但是找到合适的催化剂是制约该方法的瓶颈．目前主要使用贵金属催化剂，但是贵金属储量稀少，成本高昂，难以大规模应用，且使用中存在环境污染的风险．最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示．

容易得到的副产物有CO和，其中相对较多的副产物为________________；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中________填字母的能量变化．

A.    B．

C.    D．

(2)恒压容器的容积可变下，与在催化剂作用下发生反应  ，的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示．

①压强________填“”或“”．

②在、条件下，b点时________填“”或“”．

③已知：反应速率，、分别为正、逆反应速率常数，x为物质的量分数，若b点对应的坐标参数为，计算b处的________保留3位有效数字．

(3)焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中反应制合成气的主要反应Ⅰ、Ⅱ的为以分压表示的平衡常数与T的关系如下图所示．

①反应Ⅱ的________填“大于”“等于”或“小于”．

②点时，反应的________填数值．

③在恒容密闭容器中充入、只发生反应Ⅱ，图中d点处达到平衡时，CO的转化率为________；达到平衡时，向容器中再充入、，重新达到平衡时，CO的平衡转化率________填“增大”“减小”或“不变”．

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(1)以甲醇为原料制取高纯H2具有重要的应用价值。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应：

主反应：　　 ∆H=+49kJ∙mol-1

副反应：　　　　　 ∆H=+41kJ∙mol-1

①甲醇蒸气在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，则该反应的热化学方程式为_________________，既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是______________。

②分析适当增大水醇比对甲醇水蒸气重整制氢的好处是__________。

③某温度下，将n(H2O)：n(CH3OH)=1：1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为P1，反应达平衡时总压强为P2，则平衡时甲醇的转化率为________________(忽略副反应，用含P1、P2的式子表示)。

(2)工业上用CH4与水蒸气在一定条件下制取H2，原理为：　　 ∆H=+203kJ∙mol-1

①该反应逆反应速率表达式为：v逆=k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如下表：

由上述数据可得该温度下，该反应的逆反应速率常数k为_________L3·mol－3·min－1。

②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol的CH4和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时H2的体积分数与温度关系如图所示：N点v正____________M点v逆(填“大于”或“小于”)；Q点对应温度下该反应的平衡常数K=_______________mol2·L－2。平衡后再向容器中加入1molCH4和1molCO，平衡向_____________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。

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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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