化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料...

化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图实验（图中所用电极均为惰性电极）：

（1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是________

A．a电极是负极，OH^－移向正极

B．b电极的电极反应为：O₂＋2H₂O＋4e^－＝4OH^－

C．电池总反应式为：2H₂+O₂2H₂O

D．电解质溶液的pH保持不变

E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

（2）上图装置中盛有100mL、0.1mol·L^—1AgNO₃溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH＝________（溶液体积变化忽略不计）

II．氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是：

N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)   ΔH＝－92.20 kJ·mol^－1。

（1）下列事实中，不能说明上述可逆反应已达到平衡的是________

①单位时间内生成2n mol NH₃的同时生成3n mol H₂

②单位时间内生成n mol N—H的同时生成n mol N≡N

③用N₂、H₂、NH₃的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1︰3︰2

④N₂、H₂、NH₃的体积分数不再改变

⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变

⑥混合气体的总物质的量不再改变

（2）已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行，测得如下数据：

根据表中数据计算：

反应进行到2小时时放出的热量为________

0～1小时内N₂的平均反应速率________mol·L^－1·h^－1；

③此条件下该反应的化学平衡常数K=________（保留两位小数）

④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00mol，化学平衡将向________  方向移动（填“正反应”或“逆反应”、“不移动”）。

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化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行右图实验（图中所用电极均为惰性电极）：

（1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是________

A．a电极是负极，OH^－移向负极

B．b电极的电极反应为：O₂＋2H₂O＋4e^－＝4OH^－

C．电池总反应式为：2H₂+O₂2H₂O

D．电解质溶液的pH保持不变

E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

（2）上图装置中盛有100mL、0.1mol·L^—1AgNO₃溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH＝________  （溶液体积变化忽略不计）

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(10分)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极)：

（1）对于氢氧燃料电池，下列叙述不正确的是________。

A．a电极是负极，OH－移向负极

B．b电极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．电池总反应式为：2H2＋O22H2O

D．电解质溶液的pH保持不变

E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

（2）上图右边装置中盛有AgNO3溶液，当氢氧燃料电池工作一段时间后，AgNO3溶液的pH_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（3）已知甲醇的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ/mol，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_______________，正极的反应式为______________。

理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为__________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。

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化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

Ⅰ.氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极)：

(1)对于氢氧燃料电池，下列表达不正确的是　　　　　　 。

A.a电极是负极，OH-移向负极

B.b电极的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-

C.电池总反应式为：2H2+O22H2O

D.电解质溶液的pH保持不变

E.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

(2)上图装置中盛有100 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112 mL(标准状况下)时，此时图中装置中溶液的pH=　　　　　　　　 (溶液体积变化忽略不计)。

Ⅱ.已知甲醇的燃烧热ΔH为-726.5 kJ·mol-1，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　 ，正极的反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ,则该燃料电池的理论效率为　　　　　　　　　　　 (燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。

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（14分）化学在能源开发与利用中起着重要的作用，如甲醇、乙醇、二甲醚（CH₃OCH₃）等都是新型燃料。

⑴乙醇是重要的化工产品和液体燃料，可以利用下列反应制取乙醇。

2CO₂(g)+6H₂(g)  CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g)  △H＝a kJ·mol^－1

在一定压强下，测得上述反应的实验数据如下表。

根据表中数据分析：

①上述反应的________0(填“大于”或“小于”)。

②在一定温度下，提高氢碳(即)比，平衡常数K值________（填“增大”、“减小”、或“不变”），对生成乙醇________（填“有利”或“不利”）。

⑵催化剂存在的条件下，在固定容积的密闭容器中投入一定量的CO和H₂，同样可制得乙醇(可逆反应)。该反应过程中能量变化如图所示：

①写出CO和H₂制备乙醇的热化学反应方程式________。

②在一定温度下，向上述密闭容器中加入1 mol CO、3 mol H₂及固体催化剂，使之反应。平衡时，反应产生的热量为Q kJ，若温度不变的条件下，向上述密闭容器中加入4 mol CO、12 mol H₂及固体催化剂，平衡时，反应产生的热量为w kJ，则w的范围为________。

⑶二甲醚（CH₃OCH₃）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效的优良性能。以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池，其工作原理与甲烷燃料电池原理相类似。该电池中负极上的电极反应式是________。

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氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

①氢气燃烧热值高。实验测得，在常温常压下，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则H2燃烧的热化学方程式正确的是________。

A.H2（g）+O2（g）═H2O（g）△H=+285.8kJ/mol

B. H2（g）+O2（g）═H2O（l）△H=﹣285.8kJ/mol

C. H2（g）+O2（g）═H2O（l）△H=+285.8kJ/mol

D. H2+O2═H2O△H=﹣285.8 kJ/mol

②氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。氢氧燃料电池中，发生还原反应的物质是______（填“氢气”或“氧气”）。

③氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化方程式如下：

N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g） △H=﹣92.4 kJ/mol

反应达到平衡后，升高温度则反应速率_______（填“增大”或“减小”）；平衡将向____________（填“正反应方向”或“逆反应方向”）移动。

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（16分）二甲醚（CH₃0CH₃，沸点为-24.9℃）被称为21世纪的新型能源。科学家利用太阳能分解水生成的氢气与从烟道气中分离出的C0₂在催化剂作用下合成二甲醚，并开发出直接以二甲醚为燃料的燃料电池。其合成流程如下：

（1）已知：CH₃0CH₃(g)、H₂(g)的标准燃烧热分别为：△H= -1455.OkJ.mol^-1、△H= -285.8 kj.mol-1。写出以CO₂、H₂合成CH₃OCH₃的热化学方程式：________。

（2）15～20%的乙醇胺．（HOCH₂CH₂NH₂）水溶液具有弱碱性，上述合成线路中用作C0₂吸收剂。写出吸收C0₂反应的化学方程式________。

（3） 一定条件下用C0₂和H₂合成二甲醚，反应物气流量对C0₂的转化率、二甲醚的选择性（是指转化生成二甲醚的碳占已转化碳的比例）影响结果如图9所示，当控制气流量为28mL.min^-1时，则生成0.3mol二甲醚需要通入C0₂的物质的量为________。

（4）图10为二甲醚燃料电池示意图。

①b电极为________，a电极的电极反应式为________。  该燃料电池的最大障碍是氧化反应不完全而产生________（填物质名称）而导致通入电极的气体通道堵塞。

②若以1.12 L.min^-l（标准状况）的速率向该电池中通入二甲醚，用该电池电解500 mL2 rmol.L^-1 CuS0₄溶液，通电0.50 min后，计算理论上可析出金属铜的质量（写出解题过程）。

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二甲醚（CH₃OCH₃，沸点为-24.9℃）被称为21世纪的新型能源。科学家利用太阳能分解水生成的氢气与从烟道气中分离出的CO₂在催化剂作用下合成二甲醚，并开发出直接以二甲醚为燃料的燃料电池。其合成流程如下：

（1）已知：CH₃OCH₃(g)、H₂(g)的标准燃烧热分别为：△H= -1455.0kJ·mol^-1、△H= -285.8 kJ·mol^-1。写出以CO₂、H₂合成CH₃OCH₃的热化学方程式：________；

（2）15～20%的乙醇胺（HOCH₂CH₂NH₂）水溶液具有弱碱性，上述合成线路中用作CO₂吸收剂。写出吸收CO₂反应的化学方程式________；

（3）一定条件下用CO₂和H₂合成二甲醚，反应物气流量对CO₂的转化率、二甲醚的选择性（是指转化生成二甲醚的碳占已转化碳的比例）影响结果如图1所示，当控制气流量为28mL· min^-1时，则生成0.3mol二甲醚需要通入CO₂的物质的量为________；

图1                                       图2

（4）图2为二甲醚燃料电池示意图。

①a电极的电极反应式为________；

②若以1.12 L·min^-l（标准状况）的速率向该电池中通入二甲醚，用该电池电解50mL2 mol·L^-1 CuSO₄溶液，通电0.50 min后，计算理论上可析出金属铜的质量为。

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二甲醚（CH₃OCH₃，沸点为-24.9℃）被称为21世纪的新型能源。科学家利用太阳能分解水生成的氢气与从烟道气中分离出的CO₂在催化剂作用下合成二甲醚，并开发出直接以二甲醚为燃料的燃料电池。其合成流程如下：

（1）已知：CH₃OCH₃(g)、H₂(g)的标准燃烧热分别为：△H= -1455.0kJ·mol^-1、△H= -285.8 kJ·mol^-1。写出以CO₂、H₂合成CH₃OCH₃的热化学方程式：________；

（2）15～20%的乙醇胺（HOCH₂CH₂NH₂）水溶液具有弱碱性，上述合成线路中用作CO₂吸收剂。写出吸收CO₂反应的化学方程式________；

（3）一定条件下用CO₂和H₂合成二甲醚，反应物气流量对CO₂的转化率、二甲醚的选择性（是指转化生成二甲醚的碳占已转化碳的比例）影响结果如图1所示，当控制气流量为28mL· min^-1时，则生成0.3mol二甲醚需要通入CO₂的物质的量为________；

图1                                       图2

（4）图2为二甲醚燃料电池示意图。

①a电极的电极反应式为________；

②若以1.12 L·min^-l（标准状况）的速率向该电池中通入二甲醚，用该电池电解50mL2 mol·L^-1 CuSO₄溶液，通电0.50 min后，计算理论上可析出金属铜的质量为。

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甲醇是一种重要化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。

(1)由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电。

①该电池负极的电极反应式为__________________。

②若以该电池为电源，用石墨作电极电解200 mL含有如下离子的溶液。

电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件下)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)阳极上收集到氧气的质量为____。

(2)电解水蒸气和CO2产生合成气(H2+CO)。较高温度下(700～1 000℃)，在SOEC两侧电极上施加一定的直流电压，H2O和CO2在氢电极发生还原反应产生O2—，O2—穿过致密的固体氧化物电解质层到达氧电极，在氧电极发生氧化反应得到纯O2。由图可知A为直流电源的____(填“正极”或“负极”)，请写出以H2O为原料生成H2的电极反应式：________。

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