(18分)能源的开发和利用是当前科学研究的重要课题。(1)利用二氧化铈(CeO2)在太阳能...

(18分)能源的开发和利用是当前科学研究的重要课题。

(1)利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下前实现如下变废为宝的过程：

mCeO2 (m-x)CeO2xCe+xO2

(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO

上述过程的总反应是　　 　　　　　 ,该反应将太阳能转化为　　　　　　 。

(2)CO、O2和KOH溶液构成的燃料电池的负极电极反应式为　　　　　　　　　　 。该电池反应可获得K2CO3溶液，某温度下0.5molL-1 K2CO3溶液的pH=12，若忽略CO32-的第二级水解，则CO32- +H2OHCO3-+OH-的平衡常熟Kh= 　 　　 。

(3)氯碱工业是高耗能产业，下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30％以上。

①电解过程中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　 ，阴极附近溶液PH　　　　 (填“不变”、“升高”或“下降”)。

②如果粗盐中SO42-含量较高，精制过程需添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可选用下列试剂中的　　　　　　 。

a．Ba(OH)2 　　 b．Ba(NO3)2　　 c．BaCl2

现代工艺中更多使用BaCO3除SO42-，请写出发生反应的离子方程式 　　 　　 。

③图中氢氧化钠溶液的质量分数a％　 b％(填“>”、‘‘=”或“<”)，，燃料电池中负极上发生的电极反应为　　　　　　　　　　　 。

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某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下：

下列说法不正确的是

A．该过程中CeO2没有消耗

B．该过程实现了太阳能向化学能的转化

C．如图中△H1=△H2+△H3

D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH−−2e−+2H2O

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某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下：

下列说法不正确的是

A．该过程中CeO2没有消耗

B．该过程实现了太阳能向化学能的转化

C．右图中△H1=△H2+△H3　　　　

D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH――2e－═CO32－+2H2O

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某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下：

下列说法不正确的是(　 )

A．该过程中CeO2为H2O、CO2转变为H2、CO的催化剂

B．该过程实现了太阳能向化学能的转化

C．1molCeO2参加反应，共生成2x mol的气体

D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO＋4OH－－2e－=CO32-＋2H2O

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研究含硫物质的循环，是能源开发和利用的重要途径之一。

(1)研究人员利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如下：

①反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)　　 ΔH1=+551 kJ•mol -1

反应Ⅲ：S(s)+O2(g) = SO2(g)　　 ΔH3=－297 kJ•mol -1

反应Ⅱ的热化学方程式为________。

②对于反应Ⅱ，将投料比（n(SO2):n(H2O)）为 3:2 的混合气体充入恒容的密闭容器中， 在不同压强下，H2SO4 在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如下图所示。下列说法不正确的是___

A.p2＞p1，反应Ⅱ的ΔS < 0　　

B.使用合适催化剂可以提高 H2SO4 在平衡体系中物质的量分数　

C.其他条件相同时，投料比（n(SO2):n(H2O)）改变为 2:1，可提高 SO2 的平衡转化率　

D.当容器内气体的密度不变时，可判断反应达到平衡状态　　

E.温度升高，有利于反应速率加快，SO2 的平衡转化率提高，K 值变小

(2)“硫碘循环”法是分解水制氢气的研究热点，涉及下列三个反应：

反应A：SO2(g) + I2(aq) + 2H2O(l) ＝ 2HI(aq) + H2SO4(aq)

反应B：2HI(g) ⇌　　 H2(g) + I2(g)

反应C：2H2SO4(g) ⇌　　 2H2O(g) + 2SO2(g) + O2(g)

①某温度下将 1mol HI 充入密闭容器中发生反应B，达到第 1 次平衡后，用选择性膜完全分离出 H2，达到第 2 次平衡后再次分离H2，重复多次，平衡时 n(HI)如下表：

归纳出分离 H2 的次数对 HI 转化率的影响________。第 2 次平衡时 I2 的物质的量为 n(I2)=_____mol；

②反应 A 发生时，溶液中同时存在以下化学平衡： I2(aq) + I‑(aq)⇌ (aq)，其反应速率极快且平衡常数很大。现将 1mol SO2 缓缓通入含 1 mol I2 的水溶液中恰好完全反应。请在下图中画出溶液中的物质的量 n( I3- )随反应时间 t 变化的曲线图____。

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某科学家利用二氧化铈（CeO₂）在太阳能作用下将H₂O、CO₂转变成H₂、CO。其过程如下：

mCeO₂（m-x）CeO₂·xCe+xO₂（m-x）CeO₂·xCe+xH₂O+ xCO₂ mCeO₂+ xH₂+ xCO

下列说法不正确的是

A．该过程中CeO₂没有消耗

B．该过程实现了太阳能向化学能的转化

C．右图中△H₁=△H₂+△H₃

D．以CO和O₂构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH^——2e^—=CO₃^2-+2H₂O

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某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下：

mCeO2 (m－x)CeO2·xCe＋xO2

(m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2mCeO2＋xH2＋xCO

下列说法不正确的是（　　 ）

A．该过程中CeO2没有消耗

B．该过程实现了太阳能向化学能的转化

C．图中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3

D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO＋4OH－－2e－=CO32-＋2H2O

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“碳捕捉和储存（CCS）技术”是指通过碳捕捉技术，将工业和有关能源产业所产生的二氧化碳分离出来再利用。当前，二氧化碳及其产品的开发、应用是很多科学家致力研究的课题。下列有关说法不正确的是                  （    ）

A．对捕捉到的二氧化碳进行净化，然后用于制造干冰

B．以捕捉到的二氧化碳为原料，用来制备甲醇等产品

C．用捕捉到的二氧化碳与海藻发生光合作用，可提高海藻产量

D．人类应将大气中的二氧化碳全部捕捉，以防产生温室效应

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“碳捕捉和储存(CCS)”技术是指通过碳捕捉技术，将工业和有关能源产业所产生的二氧化碳分离出来再利用。当前，二氧化碳及其产品的开发、应用是很多科学家致力研究的课题。下列有关说法不正确的是(　 )

A．人类应将大气中的二氧化碳全部捕捉，以防产生温室效应

B．对捕捉到的二氧化碳进行净化，然后用于制造干冰

C．以捕捉到的二氧化碳为原料，用来制备甲醇等产品

D．用捕捉到的二氧化碳与海藻发生光合作用，可提高海藻产量

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二氧化碳的回收利用是环保和能源领域研究的热点课题。

（1）新的研究表明，利用太阳能可以将CO2分解制取炭黑，其原理如右图所示。该过程的能量转化形式为______，在整个过程中，FeO的作用是_________。

已知：

①2Fe2O4（s）=6FeO（s）+O2（g）　 ΔH=akJ/mol

②C（s）+O2（g）=CO2（g）　 ΔH=bKJ/mol　 则过程2的热化学方程式为________。

（2）一定温度下，在密闭容器中进行反应CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g） ΔH>0，下列说法正确的是________。

A.当混合气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡状态

B.升高温度，加快反应速率，CO2的转化率降低

C.增大CO2的浓度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大

D.平衡时CO、H2的体积分数不一定相等

（3）在2L恒容密闭容器中充入2molCO2和nmolH2，在一定条件下发生反应CO2（g）+3H2（g）CH3COOH（g）+H2O（g），CO2的转化率与温度、投料比的关系如右图所示。

①若从反应开始到A点需要10s，则V（H2）= _____。

②该反应的平衡常数表达式为______，若X1=3，则B点的K=___________。

③根据图像判断X1 ____X2（填“>”、“<”或“=”，下同），平衡常数KA ___KB。

④若在500K时，按X1投料，在恒压下进行，达到平衡状态，此时CO2的转化率______75%（填“>”、“<”或“=”）

（4）美国伊利诺大学芝加哥分校（UIC）的研究团队设计出一种突破性的新太阳能电池，能把大气中的二氧化碳转换成碳氢化合物（hydrocarbon）燃料，解决了现代社会的两大挑战：“减少大气的碳含量”以及“有效率地制造高密度能源”。右图是通过CO2和H2O作用制备CH3OH的原理示意图。

①a电极的名称_________，电极产物___________。

②b电极的电极反应为_________。

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