氢气是一种清洁高效能源，以甲醇为原料可以制取氢气。回答下列问题：（1）甲醇水蒸气重整制氢主...

氢气是一种清洁高效能源，以甲醇为原料可以制取氢气。回答下列问题：

（1）甲醇水蒸气重整制氢

主反应：①CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)　　　　　 ΔH =+90.7kJ/mol

②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　　　　　　　 ΔH =-41.2 kJ/mol

副反应：③CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)　　　 ΔH =+206.3 kJ/mol

则甲醇水蒸气重整制氢反应(反应Ⅰ)：CH3OH(g) +H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的　　 ΔH=_________。反应②中lmolCO与lmol水蒸气反应的的活化能为E1kJ，则该反应生成物的活化能为_________kJ。

（2）实验室模拟甲醇水蒸气重整制氢过程，合成器组成n(CH3OH)：n(H2O) =1：1时，体系中甲醇的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。

①该反应的平衡常数表达式为_______________。

②当温度为250℃、压强为P2时，反应达平衡时H2的体积分数为______________。

③图中的压强由小到大的顺序是________________。

④根据主副反应分析，氢气的产率随压强的增大而___________，其原因是__________________。

（3）MFC30氢氧燃料电池是以碳酸盐为电解质(提供CO32-)的高温型燃料电池，负极的电极反应式为_____。

高三化学简答题困难题查看答案及解析

氢气是一种清洁高效能源，以甲醇为原料可以制取氢气。回答下列问题：

（1）甲醇水蒸气重整制氢

主反应：①CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)　　　　　 ΔH =+90.7kJ/mol

②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　　　　　　　 ΔH =-41.2 kJ/mol

副反应：③CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)　　　 ΔH =+206.3 kJ/mol

则甲醇水蒸气重整制氢反应(反应Ⅰ)：CH3OH(g) +H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的　　 ΔH=_________。反应②中lmolCO与lmol水蒸气反应的的活化能为E1kJ，则该反应生成物的活化能为_________kJ。

（2）实验室模拟甲醇水蒸气重整制氢过程，合成器组成n(CH3OH)：n(H2O) =1：1时，体系中甲醇的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。

①该反应的平衡常数表达式为_______________。

②当温度为250℃、压强为P2时，反应达平衡时H2的体积分数为______________。

③图中的压强由小到大的顺序是________________。

④根据主副反应分析，氢气的产率随压强的增大而___________，其原因是__________________。

（3）MFC30氢氧燃料电池是以碳酸盐为电解质(提供CO32-)的高温型燃料电池，负极的电极反应式为_____。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

甲醇不仅是重要的化工原料，而且还是性能优良的能源和车用燃料。

Ⅰ.甲醇水蒸气重整制氢是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源，生产过程中同时也产生CO，CO会损坏燃料电池的交换膜。相关反应如下：

反应①CH3OH(g) + H2O(g)⇌CO2(g) + 3H2(g) △H1

反应②H2(g)+CO2(g)⇌CO(g) + H2O(g)　　 △H2=+41kJ/mol

如图表示恒压容器中0.5mol CH3OH(g)和0.5mol H2O(g)转化率达80％时的能量变化。

(1)计算反应①的△H1= ________。

(2)反应①能够自发进行的原因是________。升温有利于提高CH3OH转化率，但也存在一个明显的缺点是 _________。

(3)恒温恒容下，向密闭容器中通入体积比为1:1的H2和CO2，能判断反应CH3OH(g) + H2O(g)⇌CO2(g) + 3H2(g)处于平衡状态的是____________。

A.体系内压强保持不变

B.体系内气体密度保持不变

C.CO2的体积分数保持不变

D.断裂3mol H-H键的同时断裂3mol H-O键

(4)250℃，一定压强和催化剂条件下，1.00mol CH3OH 和 1.32mol H2O充分反应，平衡测得H2为2.70mol，CO为 0.030mol，则反应①中CH3OH的转化率_________，反应②的平衡常数是 _________(以上结果均保留两位有效数字)。

Ⅱ.如图是甲醇燃料电池工作示意图：

(5)当内电路转移1.5molCO32-时，消耗甲醇的质量是_________g。

(6)正极的电极反应式为 _______。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

氢气是一种清洁能源，它的制取与应用一直是人类研究的热点。

(1)用甲醇和水蒸气在催化剂、加热条件下制氢的相关热化学方程式如下：

CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)；ΔH=+90.7 kJ/mol

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)；ΔH=-41.2 kJ/mol

①反应CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)能自发进行的原因是________。

②将一定比例的CH3OH(g)和H2O(g)的混合气体，以相同速率通过装有不同催化剂的反应器。CH3OH转化率随催化剂的使用时长变化如图1所示，催化剂CuAl2O4与催化剂Cu/Zn/Al相比，优点有____________________。

③向Cu(NO3)2、Al(NO3)3混合溶液中滴加NaOH溶液可获得沉淀物[Cu(OH)2、Al(OH)3]，以便于制取CuAl2O4。为确保Cu2+、Al3+完全沉淀（浓度≤10-5 mol/L），应控制混合液pH的最小整数值为________{Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33}。

(2)用Au/ZrO2作催化剂，在(CH3CH2)3N作用下HCOOH分解制氢的原理如图2所示。反应2中生成物M的化学式为__________________，图示反应中只有氢元素化合价发生变化的是反应________（填“1”“2”或“3”）。

(3)如图是电解氨水和KOH混合溶液制氢的装置示意图。生成N2的电极反应式为______________。

(4)富氧条件下，H2还原NOx包括两个阶段：第一阶段为H2、NOx在催化剂作用下转变为H2O、N2、NH3；第二阶段NH3在载体酸的作用下生成NH4+，NH4+将NOx还原为N2。写出NO与O2的物质的量之比为1∶1时，NH4+与NO、O2反应生成N2的离子反应方程式：__________________________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。回答下列问题：

（1）已知甲醇分解反应：CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)　　　　　 △H1=+90.64 kJ/mol

水蒸气变换反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　　　　　 △H2=-41.20 kJ/mol

则CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)　　　　　 △H3=____________kJ/mol

（2）科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。此历程中活化能最小的反应方程式为________________________________________________。

（3）在0.1MPa下，将总进料量1mol且n(CH3OH)：n(H2O)=1：1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。

①实验测得水煤气变换反应的速率随温度的升高明显下降，原因是_____________。

②平衡时，测得CH3OH的含量在给定温度范围内极小，H2、H2O(g)、CO、CO2四种组分含量与反应温度关系如图所示，a、c曲线对应物质的化学式分别为_______________、______________。

（4）573.2K时，向一刚性密闭容器中充入5.00 MPa CH3OH使其分解，t h后达平衡时H2的物质的量分数为60%，则t h内v(CH3OH)=_____________MPa/h，其平衡常数分压Kp=_________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。回答下列问题：

（1）已知甲醇分解反应：CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)　　　　　 △H1=+90.64 kJ/mol

水蒸气变换反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　　　　　 △H2=-41.20 kJ/mol

则CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)　　　　　 △H3=____________kJ/mol

（2）科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。此历程中活化能最小的反应方程式为________________________________________________。

（3）在0.1MPa下，将总进料量1mol且n(CH3OH)：n(H2O)=1：1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。

①实验测得水煤气变换反应的速率随温度的升高明显下降，原因是_____________。

②平衡时，测得CH3OH的含量在给定温度范围内极小，H2、H2O(g)、CO、CO2四种组分含量与反应温度关系如图所示，a、c曲线对应物质的化学式分别为_______________、______________。

（4）573.2K时，向一刚性密闭容器中充入5.00 MPa CH3OH使其分解，t h后达平衡时H2的物质的量分数为60%，则t h内v(CH3OH)=_____________MPa/h，其平衡常数分压Kp=_________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。回答下列问题：

（1）已知：甲醇分解反应：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) △H1＝________ kJ·mol－1水蒸气变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H2＝－41．20 kJ·mol－1，则CH3OH（g）＋H2O（g）CO2（g）＋3H2（g）△H3＝+49.44kJ·mol－1。

（2）科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd（Ⅲ）表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd（Ⅲ）表面的物种用*标注。此历程中活化能最小的反应方程式为_________________________。

（3）在0.1MPa下，将总进料量1 mol且n（CH3OH）：n（H2O）＝1：1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。

①实验测得水煤气变换反应的速率随温度的升高明显下降，原因是__________。

②平衡时，测得CH3OH的含量在给定温度范围内极小，H2、H2O（g）、CO、CO2四种组分含量与反应温度关系如图所示，试解释a的含量约是c的含量3倍的原因__________。

（4）297 K时，向密闭容器Ⅰ(体积为4L）和Ⅱ（体积为8L）中分别充入下列物质发生反应，

达平衡时两个容器中c(H2)相等且c(H2)=0.5mol/L。则

①a=_____________。

②该温度时，Ⅰ中反应的K=___________。

③Ⅱ中按表格数据充入反应物此时反应的方向__________（填“正向进行”、“平衡”或“逆向进行”）。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。回答下列问题：

（1）已知：甲醇分解反应：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) △H1＝________ kJ·mol－1水蒸气变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H2＝－41．20 kJ·mol－1，则CH3OH（g）＋H2O（g）CO2（g）＋3H2（g）△H3＝+49.44kJ·mol－1。

（2）科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd（Ⅲ）表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd（Ⅲ）表面的物种用*标注。此历程中活化能最小的反应方程式为_________________________。

（3）在0.1MPa下，将总进料量1 mol且n（CH3OH）：n（H2O）＝1：1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。

①实验测得水煤气变换反应的速率随温度的升高明显下降，原因是__________。

②平衡时，测得CH3OH的含量在给定温度范围内极小，H2、H2O（g）、CO、CO2四种组分含量与反应温度关系如图所示，试解释a的含量约是c的含量3倍的原因__________。

（4）297 K时，向密闭容器Ⅰ(体积为4L）和Ⅱ（体积为8L）中分别充入下列物质发生反应，

达平衡时两个容器中c(H2)相等且c(H2)=0.5mol/L。则

①a=_____________。

②该温度时，Ⅰ中反应的K=___________。

③Ⅱ中按表格数据充入反应物此时反应的方向__________（填“正向进行”、“平衡”或“逆向进行”）。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

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)　

高三化学填空题极难题查看答案及解析

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___________________________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析