【题目】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_______________。
【答案】CH3CH2OH(g)+H2O(g) 4H2(g)+2CO(g) △H=+248kJ/mol0.006mol·L-l·min-1>化学平衡常数(或 K)0≤x<3(或 x<3 )2H2O+2e-=H2↑+2OH-(或2H+ +2e-=H2↑)2Mg2Cu + 3H2=MgCu2 + 3MgH2
【解析】
(1)反应为:2H2O(g)2H2(g)+O2(g),则该反应的平衡常数表达式为K=,故答案为:;
(2)温度升高,化学平衡常数值增大,说明温度升高有利于反应正向移动,正反应为吸热反应,根据反应图,发生的化学反应为:CH3CH2OH(g)+H2O(g)4H2(g)+2CO(g),每生成1molH2(g),热量变化是62kJ,则该反应的焓变为△H=+62×4kJ/mol=+248kJ/mol,
故答案为:CH3CH2OH(g)+H2O(g)4H2(g)+2CO(g)△H=+248kJ/mol;
(3)①G点时,原料进气比为1.5:1,加入0.1molH2O(g),则加入n(CO)=0.15mol,平衡转化率为40%,所以v(CO)====0.006mol/(Lmin),故答案为:0.006mol/(Lmin);
②反应为放热反应,降低温度有利于反应正向进行,B点的起始投料比低于E点的起始投料比,但B点和E点的平衡转化率相等,增大其中一种反应物的量,自身转化率降低,因为通过降温升高转化率,所以B点和E点的温度关系为TB>TE,故答案为:>;
③温度不变,化学平衡常数值不变,化学平衡常数值只与温度有关,所以A、E、G三点的K值相等,故答案为:K;
④E点原料进气比为1:1,加入amolH2O(g)和amolCO(g),平衡转化率为50%,所以化学平衡常数为K====1,T℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入3.0molCO、1.0molH2O(g)、1.0molCO2和xmolH2,为使上述反应开始时向正反应方向进行,则需满足Qc==<K=1,所以0≤x<3,故答案为:0≤x<3;
(4)根据原电池装置分析,电子由钛酸锶电极流出,钛酸锶电极作为原电池负极,则铂电极为原电池正极,H2O转化为H2和OH-,所以电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故答案为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
(5)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%),则该金属氢化物应为MgH2,则反应的化学方程式为:2Mg2Cu+3H2=MgCu2+3MgH2,故答案为:2Mg2Cu+3H2=MgCu2+3MgH2。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】室温下,下来事实不能说明NH3·H2O为弱电解质的是
A. 0.1 mol·L-1NH3·H2O的pH小于13
B. 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液的pH小于7
C. 相同条件下,浓度均为0.1 mol·L-1 NaOH溶液和氨水,氨水的导电能力弱
D. 0.1 mol·L-1NH3·H2O能使无色酚酞试液变红色
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】如图所示,将仪器A中的浓盐酸滴加到盛有MnO2的烧瓶中,加热后产生的气体依次通过装置B和C,然后再通过加热的石英玻璃管D(放置有铁粉)。请回答:
(1)仪器A的名称是__,烧瓶中反应的化学方程式是__。
(2)装置B中盛放液体是__,气体通过装置B的目的是__。装置C中盛放的液体是__。
(3)D中反应的化学方程式是__。
(4)烧杯E中盛放的液体是__,反应的离子方程式是__。
(5)资料表明D中产物有以下性质:①受热易升华,冷却后易凝华;②遇H2O(g)剧烈反应。为收集D中产物,在D与E之间,除增加收集装置外,还需要增加__装置。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某酸式盐NaHY的水溶液显碱性,下列叙述不正确的是
A.H2Y的电离方程式:H2Y2H+ + Y2-
B.HY- 水解的离子方程式:HY- + H2OH2Y + OH-
C.该酸式盐溶液中离子浓度大小关系:c(Na+) > c(HY-)>c(OH-) >c(H+)
D.该酸式盐溶液中微粒浓度关系:c(H+)+c(H2Y) = c(OH-)+c(Y2-)
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】用间接电化学法可对大气污染物NO进行无害化处理,其工作原理如图所示,质子膜允许H+和H2O通过。下列说法正确的是
A. 电极I为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑
B. 电解时H+由电极I向电极II迁移
C. 吸收塔中的反应为2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-
D. 每处理1molNO,可同时得到32gO2
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】化学与生产、生活息息相关,下列叙述错误的是
A. 二氧化硫可广泛用于食品的增白
B. 小苏打是面包发酵粉的主要成分之一
C. 燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素
D. 硅胶可用作食品干燥剂
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】㈠镁原子核外有____种不同运动状态的电子,____种不同能量状态的电子.
㈡A、B、C、D、E代表5种元素。请填空:
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为_____
(2)B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同,B的原子结构示意图为_____
(3)C元素是第三周期中无未成对电子的主族元素,它的电子排布图为_____
(4)D元素基态原子的M层全充满,N层有一个电子,D基态原子的电子排布式为_____
(5)E原子共有3个价电子,其中一个价电子位于第三能层d轨道,指出该元素在周期表中所处的周期数和族序数_____
㈢.用符号“>”“<”或“=”连接下列各项关系.
(1)第一电离能:N_____O,Mg_____Ca.
(2)电负性:O_____F,N_____P.
(3)能量高低:ns_____np,4s_____3d.
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列各组离子在溶液中可以大量共存的是( )
A.Ba2+、NH4+、Cl-、CO32-B.Na+、HCO3-、H+、NO3-
C.Ba2+、NO3-、Cl-、Na+D.K+、NH4+、SO42-、OH-
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com