世界能源消费的90%以上依靠化学技术。(1)工业制氢的一个重要反应是利用CO还原H2O(g...

世界能源消费的90%以上依靠化学技术。

(1)工业制氢的一个重要反应是利用CO还原H2O(g)。已知：

C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1

2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－222 kJ·mol－1

H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1

则CO还原H2O(g)的热化学方程式为__________________。

(2)氢能被视为最具发展潜力的绿色能源，写出碱式氢氧燃料电池工作时的负极电极反应式：______________________________________________________________。

(3)一种新型锂离子二次电池——磷酸铁锂(LiFePO4)电池。作为正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如下图，写出该电池充电时的阳极电极反应式：___________。

(4)LiOH是制备锂离子电池正极材料的重要原料，其电解法制备装置如下图。气体a通入淀粉­KI溶液中，发现溶液变蓝，持续一段时间后，蓝色逐渐褪去。则M极为电源的_______(填“正”或“负”)极，B极区电解液为_______(填化学式)溶液，该离子交换膜是_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜，解释蓝色褪去的原因_________________________________。

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世界能源消费的90%以上依靠化学技术。

（1）工业制氢的一个重要反应是利用CO还原H2O(g)。已知：

C（石墨，s）+O2（g）═CO2（g）△H=-394k J/mol

2C（石墨，s）+ O2（g）═CO（g）△H=-222k J/mol

H2（g）+ 1/2O2（g）═H2O（g）△H=-242k J/mol

则CO还原H2O(g)的热化学方程式为_________________。

（2）氢能被视为最具发展潜力的绿色能源，写出碱式氢氧燃料电池的工作时的负极电极反应：_______。

（3）一种新型锂离子二次电池——磷酸铁锂（LiFePO4）电池。作为正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如下图，写出该电池充电时的阳极电极反应__________。

（4）LiOH是制备锂离子电池正极材料的重要原料，其电解法制备装置如上图。气体a通入淀粉KI溶液中，发现溶液变蓝，持续一段时间后，蓝色逐渐褪去。则M极为电源的________（填“正”或“负”）极，B极区电解液为_______溶液（填化学式），该离子交换膜是________（填“阳”或“阴”）离子交换膜，解释蓝色褪去的原因______________________。

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世界能源消费的90%以上依靠化学技术。回答下列问题：

（1）质子交换膜燃料电池中作为燃料的H2通常来自水煤气。

已知：C(s)+O2(g)=CO(g)　　 △H1=－110.35kJ·mol－1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　　 △H2=－571.6kJ·mol－1

H2O(1)=H2O(g)　　　 △H3=+44.0kJ·mol－1

则反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　　 △H4=___________。

某实验小组在实验室模拟反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，其平衡常数表达式为K=___________。一定温度下，在2L盛有足量炭粉的恒容密闭容器中通入0.8molH2O，6min时生成0.7gH2。则6min内以CO表示的平均反应速率为___________(保留3位有效数字)。

（2）燃料气(主要含N2和H2，还含有少量其他杂质)中的CO会使电极催化剂中毒，使用CuO/CeO2催化剂可使CO优先氧化而脱除。CeO2可由草酸铈[Ce(C2O4)3]灼烧制得，反应的化学方程式为___________。在CuO/CeO2催化剂中加入不同的酸(HIO3或H3PO4)，测得燃料气中CO优先氧化的转化率随温度的变化如下图所示。

加入H3PO4___________(填“促进”或“抑制”)CuO/CeO2的催化。温度为120℃，催化剂为CuO/CeO2－HIO3时，若燃料气流速为1800mL·min－1，CO的体积分数为0.68%，则反应0.5h后CO的体积为___mL。

（3）LiOH是制备锂离子电池正极材料的重要原料，利用LiCl溶液电解制备得LiOH的装置如下图，LiOH在___________(填“M极”或“N极”)制得，N极产生的气体a通入淀粉KI溶液溶液变蓝，持续一段时间后，蓝色可逐渐褪去。据此写出N极的电极反应式：__________，蓝色逐渐褪去是因为溶液中逐渐生成HIO3，写出此反应的化学方程式：______。

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世界能源消费的90%以上依靠化学技术。回答下列问题：

（1）质子交换膜燃料电池中作为燃料的H2通常来自水煤气。

已知：C(s)+O2(g)=CO(g)　　 △H1=－110.35kJ·mol－1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　　 △H2=－571.6kJ·mol－1

H2O(1)=H2O(g)　　　 △H3=+44.0kJ·mol－1

则反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　　 △H4=___________。

某实验小组在实验室模拟反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，其平衡常数表达式为K=___________。一定温度下，在2L盛有足量炭粉的恒容密闭容器中通入0.8molH2O，6min时生成0.7gH2。则6min内以CO表示的平均反应速率为___________(保留3位有效数字)。

（2）燃料气(主要含N2和H2，还含有少量其他杂质)中的CO会使电极催化剂中毒，使用CuO/CeO2催化剂可使CO优先氧化而脱除。CeO2可由草酸铈[Ce(C2O4)3]灼烧制得，反应的化学方程式为___________。在CuO/CeO2催化剂中加入不同的酸(HIO3或H3PO4)，测得燃料气中CO优先氧化的转化率随温度的变化如下图所示。

加入H3PO4___________(填“促进”或“抑制”)CuO/CeO2的催化。温度为120℃，催化剂为CuO/CeO2－HIO3时，若燃料气流速为1800mL·min－1，CO的体积分数为0.68%，则反应0.5h后CO的体积为___mL。

（3）LiOH是制备锂离子电池正极材料的重要原料，利用LiCl溶液电解制备得LiOH的装置如下图，LiOH在___________(填“M极”或“N极”)制得，N极产生的气体a通入淀粉KI溶液溶液变蓝，持续一段时间后，蓝色可逐渐褪去。据此写出N极的电极反应式：__________，蓝色逐渐褪去是因为溶液中逐渐生成HIO3，写出此反应的化学方程式：______。

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世界能源消费的90%以上依靠化学技术。回答下列问题：

（1）质子交换膜燃料电池中作为燃料的H2通常来自水煤气。

已知：C(s)+O2(g)=CO(g)　　 △H1=－110.35kJ·mol－1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　　 △H2=－571.6kJ·mol－1

H2O(1)=H2O(g)　　　 △H3=+44.0kJ·mol－1

则反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　　 △H4=___________。

某实验小组在实验室模拟反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，其平衡常数表达式为K=___________。一定温度下，在2L盛有足量炭粉的恒容密闭容器中通入0.8molH2O，6min时生成0.7gH2。则6min内以CO表示的平均反应速率为___________(保留3位有效数字)。

（2）燃料气(主要含N2和H2，还含有少量其他杂质)中的CO会使电极催化剂中毒，使用CuO/CeO2催化剂可使CO优先氧化而脱除。CeO2可由草酸铈[Ce(C2O4)3]灼烧制得，反应的化学方程式为___________。在CuO/CeO2催化剂中加入不同的酸(HIO3或H3PO4)，测得燃料气中CO优先氧化的转化率随温度的变化如下图所示。

加入H3PO4___________(填“促进”或“抑制”)CuO/CeO2的催化。温度为120℃，催化剂为CuO/CeO2－HIO3时，若燃料气流速为1800mL·min－1，CO的体积分数为0.68%，则反应0.5h后CO的体积为___mL。

（3）LiOH是制备锂离子电池正极材料的重要原料，利用LiCl溶液电解制备得LiOH的装置如下图，LiOH在___________(填“M极”或“N极”)制得，N极产生的气体a通入淀粉KI溶液溶液变蓝，持续一段时间后，蓝色可逐渐褪去。据此写出N极的电极反应式：__________，蓝色逐渐褪去是因为溶液中逐渐生成HIO3，写出此反应的化学方程式：______。

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世界能源消费的90%以上依靠化学技术。请回答下列问题：

（1）质子交换膜燃料电池中作为燃料的H2通常来自水煤气。

已知：C（s）＋O2（g）=CO（g）ΔH1＝－110.35kJ·mol－1

2H2（g）＋O2（g）=2H2O（l）ΔH2＝－571.6kJ·mol－1

H2O（l）=H2O（g）ΔH3＝＋44.0kJ·mol－1

①则反应C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）　ΔH4＝__________。

②某实验小组在实验室模拟反应C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g），其平衡常数表达式为K＝_______。一定温度下，在2L盛有足量炭粉的恒容密闭容器（固体所占体积忽略不计）中通入0.8molH2O，6min时生成0.7gH2，则6min内以CO表示的平均反应速率为________（保留3位有效数字）。

（2）燃料气（流速为1800mL·min－1；体积分数为50%H2，0.98%CO，1.64%O2，47.38%N2）中的CO会使电极催化剂中毒，使用CuO/CeO2催化剂可使CO优先氧化而脱除。

①160℃、CuO/CeO2作催化剂时，CO优先氧化的化学方程式为__________。

②CeO2可由草酸铈[Ce2（C2O4）3]隔绝空气灼烧制得，同时生成两种气体，则发生反应的化学方程式为____________。

③在CuO/CeO2催化剂中加入不同的酸（HIO3或H3PO4），测得燃料气中CO优先氧化的转化率随温度的变化如下图所示。

加入________（填酸的化学式）的CuO/CeO2催化剂催化性能最好。温度为120℃，催化剂为CuO/CeO2HIO3时，反应0.5h后CO的体积为______mL。

（3）LiOH是制备锂离子电池正极材料的重要原料，采用惰性电极电解制备LiOH的装置如下图所示。

①通电后，Li＋通过阳离子交换膜向________（填“M”或“N”）极区迁移。

②电极N产生的气体a通入淀粉－KI溶液，溶液变蓝，持续一段时间后，蓝色可逐渐褪去。据此写出电极N的电极反应式：___________；蓝色逐渐褪去是因为溶液中逐渐生成HIO3，写出此反应的化学方程式：_______。

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二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）CO2的电子式是　　　　　　　　　 ，所含化学键的类型是　　　　　　　　　　 。

（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H1＝－49.1 kJ·mol－1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　　　 △H2＝－24.5 kJ·mol－1

①写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　 。

②一定条件下，上述合成二甲醚的的反应达到平衡状态后，若改变反应的某个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是（只有一个选项符合题意）　　　　　　 （填字母代号）。

a．逆反应速率先增大后减小

b．H2的转化率增大

c．CO2的体积百分含量减小

d．容器中c(H2)/c(CO2)的值减小

③在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如右图所示。T1温度下，将6 molCO2和12 molH2充入2 L的密闭容器中，5 min后反应达到平衡状态，则0~5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=　　　　　　　　 ；KA、KB 、KC三者之间的大小关系为　　　　　　　　　　　　 。

（3）CO2溶于水形成H2CO3。已知常温下H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7，K2=4.7×10-11，NH3·H2O的电离平衡常数K=1.75×10-5。常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，NH4HCO3溶液显　　　　　　 ；（填“酸性”、“中性”或“碱性”）；请计算反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=　　　　　　 。

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运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

（1）乙醇是一种重要的燃料，工业上利用乙烯制酒精：C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)　 ΔH，已知乙烯、乙醇的燃烧热分别是1411.0kJ·mol-1、1366.8 kJ·mol-1，则ΔH=_____________。

（2）用Cu2Al2O4作催化剂，一定条件下发生反应：CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g)，温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率的关系如图，回答下列问题：

①200~250℃时，乙酸的生成速率升高的主要原因是____________________________。

②300~400℃时，乙酸的生成速率升高的主要原因是____________________________。

（3）甲醇作为一种重要的化工原料。在一定条件下可利用甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应原理可表示为CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g)　 ΔH=-29.1kJ/mol。向体积为1L的密闭容器中充入3mol CH3OH(g)和3mol CO(g)，测得容器内的压强(p: kPa) 随时间(t: min) 的变化关系如图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：

①Ⅱ和Ⅰ相比，Ⅱ中改变的反应条件是_______________________。

②Ⅲ和Ⅰ相比，Ⅲ中改变的反应条件是_________________，判断的理由是________________________。

③反应Ⅰ在5min 时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v(CH3OH)= ________________。

④反应Ⅱ在2min 时达到平衡，平衡常数K(Ⅱ)= ______________。在体积和温度不变的条件下，在上述反应达到平衡Ⅱ时，再往容器中加入2mol CH3OH 和1mol HCOOCH3后，平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)，原因是____________________________________________。

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天然气、煤炭气(CO、H₂)的研究在世界上相当普遍。其中天然气和二氧化碳可合成二甲醚，二甲醚与水蒸气制氢气作为燃料电池的氢能源，比其他制氢技术更有优势。主要反应为：

①CH₃OCH₃(g) +H₂O(g) 2CH₃OH(g)     △H= 37Kj·mol^-1

②CH₃OH(g)+H₂O(g) 3 H₂(g)+CO₂(g)    △H =49Kj·mol^-1

③CO₂(g) +H₂(g) CO(g) +H₂O(g)       △H=41.3Kj·mol^-1

其中反应③是主要的副反应，产生的CO对燃料电池Pt电极有不利影响。

请回答下列问题：

（1）二甲醚可以通过天然气和CO₂合成制得，该反应的化学方程式为________。

（2）CH₃OCH₃(g)与水蒸气制氢气的热化学方程式为 ________。

（3）下列采取的措施和解释正确的是________。（填字母序号）

A．反应过程在低温进行，可减少CO的产生

B．增加进水量，有利于二甲醚的转化，并减少CO的产生

C．选择在高温具有较高活性的催化剂，有助于提高反应②CH₃OH的转化率

D．体系压强升高，虽然对制取氢气不利，但能减少CO的产生

（4）煤炭气在一定条件下可合成燃料电池的另一种重要原料甲醇，反应的化学方程式为：

CO (g) +2H₂(g) CH₃OH(g)  △H <0。现将l0mol CO与20mol H₂置于密闭容器中，在催化剂作用下发生反应生成甲醇，CO的平衡转化率（）与温度、压强的关系如下图所示。

①自反应开始到达平衡状态所需的时间t_A ________t_B（填“大于”、“小于”或“等于”）。

②A、C两点的平衡常数K_A ________K_C（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（5）某工作温度为650^oC的熔融盐燃料电池，是以镍合金为电极材料，负极通人煤炭气(CO、H₂)，正极通人空气与CO₂的混合气体，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃混合物做电解质。请写出正极的电极反应式____________________。

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