化学链燃烧技术是目前能源领域研究的热点之一，用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图和相关热化学...

化学链燃烧技术是目前能源领域研究的热点之一，用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图和相关热化学反应如下：

2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) △H=-479.8 kJ·mol-1

CH4(g)+NiO(s)=CO(g)+2H2(g)+Ni(s) △H=akJ·mol-1

CH4(g)+2NiO(s)=CO2(g)+2H2(g)+2Ni(S) △H=b kJ·mol-1

CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(g)+4Ni(s) △H=156.9 kJ·mol-1

下列说法错误的是（　　 ）

A.CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=(2a-b) kJ·mol-1

B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802.7 kJ·mol-1

C.甲烷在“燃料反应器”中反应时产生淡蓝色火焰并放出热量

D.含碳燃料利用“化学链燃烧技术”有利于二氧化碳的分离与回收

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化学链燃烧技术是目前能源领域研究的热点之一，用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图和相关热化学反应如下：

2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) △H=-479.8 kJ·mol-1

CH4(g)+NiO(s)=CO(g)+2H2(g)+Ni(s) △H=akJ·mol-1

CH4(g)+2NiO(s)=CO2(g)+2H2(g)+2Ni(S) △H=b kJ·mol-1

CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(g)+4Ni(s) △H=156.9 kJ·mol-1

下列说法错误的是（　　 ）

A. CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=(2a-b) kJ·mol-1

B. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802.7 kJ·mol-1

C. 甲烷在“燃料反应器”中反应时产生淡蓝色火焰并放出热量

D. 含碳燃料利用“化学链燃烧技术”有利于二氧化碳的分离与回收

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化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

（1）目前常用的镍镉(NiCd)电池，其电池总反应可以表示为：

Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2

已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是(　　)

①以上反应是可逆反应　

②以上反应不是可逆反应

③充电时化学能转变为电能　

④放电时化学能转变为电能

A．①③    B．②④　　　　　　　　　　　 C．①④    D．②③

（2）废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为　　　　　　　　　　　。

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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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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：__________________________。

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含氮化合物是化工、能源、环保等领域的研究热点。回答下列问题：

（1）N2O在金粉表面发生热分解反应：2N2O(g)2N2(g)+O2(g)　　 ∆H

己知：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)　　 ∆H1

2NH3(g)+3N2O(g)=4N2(g)+3H2O(l)　　 ∆H2

∆H=____(用含∆H1、∆H2的代数式表示)。

（2）一氧化二氮可反生2N2O(g)2N2(g)+O2(g)。不同温度(T)，N2O分解半哀期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间)，则T1___T2(填“>”、“=”或“<”)。当温度为T1、起始压强为P0，反应至t1min时，体系压强P=____(用P0表示)。

（3）将NH3与O2按体积比4：5充入刚性容器中，起始体系总压强为P0kPa，分别在催化剂M、N作用下发生反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)　　 ∆H3=-905.0kJ/mol，NH3的分压(P)与时间和温度的关系如图所示：

①催化剂的催化效果：M____N(填“强于”或“弱于”)。

②T°C时，0~12.5min内P(NH3)减小量___(填“>”、“=”或“<”)12.5~25min内P(NH3)减小量，理由为___。

（4）NaClO2是一种绿色消毒剂和漂白剂，工业上采用电解法制备NaClO2的原理如图所示。

①交换膜应选用___(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。

②阳极的电极反应式为_____。

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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xmol H2，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)Mg，Cu 是一种储氢合金

350℃时，Mg、Cu 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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二氧化碳的回收利用是环保和能源领域研究的热点课题，请根据要求回到下列问题：

(1)研究表明，利用太阳能可以将分解制收炭黑，其原理如图1所示，制取炭黑的化学反应方程式是______；

已知：①

②

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，下列说法正确的是______ 填字母序号

A.当反应容器中压强不变时，反应达到平衡状态

B.升高温度，加快反应速率， 的转化率增大

C.增大 的浓度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大

D.平衡时CO、 的体积分数一定相等

(3)在2L恒容密闭容器中充入和nmol ，在一定条件下发生反应，，的转化率与温度、投料比的关系如图2所示。

①该反应的平衡常数表达式为______，若，则B点的K______计算结果精确至；

②若在500K时，按投料，在恒压下进行，达到平衡状态，此时的转化率______ 填“”“”或“”；

(4)某研究团队设计出一种新型太阳能电池，能把大气中的二氧化碳转换成碳氢化合物燃料。如图3是通过

和作用制备的原理示意图。b电极的电极反应为______。

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氢能源是公认的环境友好型二次能源，对其开发和利用是科研领域研究的热点。

回答下列问题：

（1）甲烷与水蒸气的催化反应可制备和合成气。

已知：Ⅰ；

Ⅱ。

①制备合成气反应的热化学方程式为_________。

②制备合成气时，会因副反应而使合成气产率降低。有利于降低副反应的反应条件为________任写一点；有利于提高制备合成气反应选择性的关键因素为_____。

③一定温度下，向5L恒容密闭容器中充入和，只发生反应Ⅱ。10min达到平衡时测得CO的体积分数为。则0—10min内，用浓度变化表示的平均反应速率______；下列事实能说明该反应达到平衡状态的是____填选项字母。

A 混合气体密度不再改变    混合气体的平均相对分子质量不再改变

C 容器内气体压强不再改变  断裂键同时断裂键

（2）部分合金可用于氢能源的存储。一定温度下，某储氢合金的储氢效率固相中氢原子与金属原子的数目之比与温度和氢气的平衡压强的关系如图所示。在OA段，氢溶解于M中形成固溶体；在AB段，发生氢化反应的化学方程式为。

①时，该反应的平衡常数__________用含的代数式表示，为用分压表示的平衡常数。

②_________________填“”“”或“”。

③当反应处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应可能处于图中的______________点填“b”“c”或“d”。

（3）氢能源在电化学领域的一种存储和应用的原理为，充电时的阳极反应式为_____________。

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