甲烷和甲醇可以做燃料电池，具有广阔的开发和应用前景，回答下列问题（1）甲醇燃料电池（简称D...

甲烷和甲醇可以做燃料电池，具有广阔的开发和应用前景，回答下列问题

（1）甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC工作原理如图1所示：通入a气体的电极是原电池的　　 　　 　 极（填“正”“负”），其电极反应式为　　　 　　　　　　　　 ．

（2）某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图2所示U形管中氯化钠溶液的体积为800ml．闭合K后，若每个电池甲烷用量均为0.224L（标况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为　　　　　　　　 （法拉第常数F=9.65×104C/mol），若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中溶液的pH为　　　　　 ．

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开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。燃料电池由于能量转化率高．可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。

(1)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)结构简单、对环境无污染，其工作原理如图所示。

① 外电路电子从用电器_____(填“左端”、或“右端”)进人，b 极电极反应式为______；

② 有1.5mol电子通过用电器，则消耗的甲醇质量为______。

(2)一种用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池的原理如图所示。

①电极B发生_______(填“氧化”或 “还原”)反应，电池工作时，OH-移向_____(填“A极”或“B极”)。

②电极A的电极反应式为____________。

(3)赤铜矿的成份是Cu2O，辉铜矿的成份是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下反应：2Cu2O+Cu2S == 6Cu+SO2↑在该反应中，氧化剂是：___________　 还原剂是：___________ 每当有0.3mol电子通过时，生成的铜的物质的量为 ___________mol　 生成的SO2 在标况下的体积为_________ L

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清洁能源具有广阔的开发和应用前景，可减少污染解决雾霾问题，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池．

一定条件下用CO和H2合成CH3OH：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H=﹣105kJ•mol﹣1．向体积为2L的密闭容器中充入2molCO和4molH2，测得不同温度下容器内的压强（P：kPa）随时间（min）的变化关系如图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：

（1）Ⅱ和Ⅰ相比，改变的反应条件是　　　　　 　　　　 ．

（2）反应Ⅰ在6min时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v（CH3OH）=　　　　 　　　　　 ．

（3）反应Ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K（Ⅱ）=　　　　　 ．

（4）比较反应Ⅰ的温度（T1）和反应Ⅲ的温度（T3）的高低：T1　　　　 T3（填“＞”“＜”“=”），判断的理由是　　　　　　 　　　　 ．

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（15分）清洁能源具有广阔的开发和应用前景，可减少污染解决雾霾问题，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。

Ⅰ、一定条件下用CO和H2合成CH3OH：CO（g）+2H2 （g）CH3OH（g）△H=﹣105kJ•mol﹣1．向体积为2L的密闭容器中充入2mol CO和4mol H2，测得不同温度下容器内的压强（P：kPa）随时间（min）的变化关系如右图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：

(1)Ⅱ和Ⅰ相比，改变的反应条件是　　　　．

(2)反应Ⅰ在6min时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v（CH3OH）=　　　　．

(3)反应Ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K（Ⅱ）=　　　　．

(4)比较反应Ⅰ的温度（T1）和反应Ⅲ的温度（T3）的高低：T1　　　 　T3（填“＞”“＜”“=”），判断的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ．

Ⅱ、甲烷和甲醇可以做燃料电池，具有广阔的开发和应用前景，回答下列问题：

(5)甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如右图所示：

通入a气体的电极是原电池的　　　　 极（填 “正”或“负”），其电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(6)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示U形管中氯化钠溶液的体积为800ml。闭合K后，若每个电池甲烷用量均为0.224L（标况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为　　　　　　　　　　　　 （法拉第常数F=9.65×104C/mol），若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中溶液的pH为　　　　　　　　 。

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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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应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手，如开发利用清洁能源．甲醇是一种可再生的清洁能源，具有广阔的开发和应用前景．回答下列问题：

(1)与合成甲醇：但是找到合适的催化剂是制约该方法的瓶颈．目前主要使用贵金属催化剂，但是贵金属储量稀少，成本高昂，难以大规模应用，且使用中存在环境污染的风险．最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示．

容易得到的副产物有CO和，其中相对较多的副产物为________________；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中________填字母的能量变化．

A.    B．

C.    D．

(2)恒压容器的容积可变下，与在催化剂作用下发生反应  ，的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示．

①压强________填“”或“”．

②在、条件下，b点时________填“”或“”．

③已知：反应速率，、分别为正、逆反应速率常数，x为物质的量分数，若b点对应的坐标参数为，计算b处的________保留3位有效数字．

(3)焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中反应制合成气的主要反应Ⅰ、Ⅱ的为以分压表示的平衡常数与T的关系如下图所示．

①反应Ⅱ的________填“大于”“等于”或“小于”．

②点时，反应的________填数值．

③在恒容密闭容器中充入、只发生反应Ⅱ，图中d点处达到平衡时，CO的转化率为________；达到平衡时，向容器中再充入、，重新达到平衡时，CO的平衡转化率________填“增大”“减小”或“不变”．

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甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，请回答下列问题：

（1）一定温度下，在一恒容的密闭容器中，由CO和H2合成甲醇：CO （g） + 2H2 （g） ═ CH3OH （g）．下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是　　 　　 　　 （填序号）

A．每消耗1mol CO的同时生成2molH2

B．混合气体的平均摩尔质量不再变化

C．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

D．容器的总压强不再发生变化

（2）CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图1所示，B、C两点的平衡常数K（B）　 　 　　 K（C）（填“＞”、“=”或“＜”），你判断的理由是　 　　 　　 ，要在提高CO平衡转化率的同时加快反应速率，可采取的措施是　 　　　　　 　　 （任写一条）．

（3）向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量．其中H2S、HS﹣、S2﹣的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与滴加盐酸体积的关系如图2所示（忽略滴加过程H2S气体的逸出）．试分析：

①B曲线代表　　 　　　　 　　 的分布分数变化；滴加过程中，溶液中一定成立：c（Na+）=　　 　　　 　 ．（用溶液中的相关微粒浓度表示）

②若M点溶液pH约为7，则H2S第一步的电离平衡常数Ka=　　 　　　　　　 　 ．

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