利用太阳能分解水生成的氢气.在催化剂作用下氢气与二氧化碳反应生成甲醇.并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池.已知H2和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8 kJ·mol-1.-283.0 kJ·mol-1和-726.5 kJ·mol-1.请回答下列问题: (1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是 kJ. (2)液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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利用太阳能分解水生成的氢气，在催化剂作用下氢气与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H₂(g)、CO(g)和CH₃OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8 kJ·mol^－¹、－283.0 kJ·mol^－¹和－726.5 kJ·mol^－¹。请回答下列问题：

（1）用太阳能分解10 mol水消耗的能量是 kJ。

（2）液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为。

（3）在容积为2 L的密闭容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，反应式：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T₁、T₂均大于300 ℃)：

①可逆反应的平衡常数表达式K＝

②下列说法正确的是

A．温度为T₁时，从反应开始到平衡，生成甲醇

的平均速率为v(CH₃OH)＝mol·L^－¹·min^－¹

B．该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的小

C．该反应为放热反应

D．处于A点的反应体系从T₁变到T₂，达到平衡时增大

③在T₁温度时，将1 mol CO₂和3 mol H₂充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂的转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为；

（4）在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，总反应式为

2CH₃OH + 3O₂＝2CO₂＋4H₂O，则正极的反应式为；

负极的反应式为。[来

【答案】

（1）2858 （2）CH₃OH(l)+O₂(g)=CO(g)+2H₂O(l) △H= -- 443.5KJ·mol^-1

（3）① ② C D ③ （4）O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺

【解析】

试题分析：（1）1摩尔的氢气完全燃烧产生稳定的氧化物放出热量为285.8 kJ.则1mol的水分解产生1mol的氢气吸收热量285.8 kJ，则分解10 mol水吸收的能量是2858 kJ。（2） CO燃烧的热化学方程式为：①CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g) △H=-283kl/mol; 液态甲醇完全燃烧的热化学方程式为：②CH3OH(l)+3/2(g)=CO₂(g)+ +2H₂O(l) △H=-726kl/mol②-①整理得CH₃OH(l)+O₂(g)=CO(g)+2H₂O(l) △H= - 443.5KJ/mol. （3） ①可逆反应的平衡常数表达式K＝.②A 温度为T₁时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH₃OH)＝ .错误。B 由于在T₁达到平衡时甲醇的物质的量浓度比在T₂时大，说明平衡时K₁＞K₂.错误。C.由于在温度为T₂时先达到平衡，说明T₂＞T₁。升高温度，甲醇的含量降低，说明平衡逆向移动。根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热方向移动，故正反应为放热反应。正确。D. 处于A点的反应体系从T₁升高到T₂，达到平衡时n(H₂) 增大，n(CH₃OH)减小，所以n(H₂)/n(CH₃OH) 增大。正确。正确选项为CD。③开始时通入1 mol CO₂和3 mol H₂，充分反应达到平衡后，若CO₂的转化率为α，则达到平衡时充分反应达到平衡后，若CO₂为(1-α)mol, H₂为3(1-α)mol, n(CH₃OH)= α mol, n(H₂O)= α mol. 由于是在一密闭恒容容器中，所以容器内的压强与起始压强之比为为反应前后的气体的物质的量的比。平衡时气体的物质的量为(1-α)mol+3(1-α)mol+α mol+ α mol.=(4-2α)mol,开始时气体的物质的量为4mol。故容器内的压强与起始压强之比为(4-2α)mol：4mol=。（4）以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，电池的总反应式为2CH₃OH + 3O₂＝2CO₂＋4H₂O。通入甲醇的电极为负极，负极的反应式为CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺；通入氧气的电极为正极，正极的反应式O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O

考点：考查热化学方程式的书写、外界条件对化学平衡的影响、化学平衡常数的计算、表达及燃料电池的反应原理等知识，

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科目：高中化学 来源： 题型：

下列说法不正确的是（　　）

A．化学反应中的能量变化，表现为热能、光能等

B．亿万年后地球还会生成煤、石油，因此，二者属于可再生能源

C．通过对生活垃圾的焚烧可使其中的生物质能转化热能

D．使用催化剂利用太阳能分解水是氢能产生的重要途径

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科目：高中化学 来源： 题型：

化学能的利用是化学研究的重要方面，化学能的利用包括化学能与热能、光能、电能的转化．
（1）化学能与光能的说法不正确的是

（填编号）
A．化石能源是远古太阳能转化为化学能而储存下来的
B．光能转化为化学能最重要的是植物的光合作用
C．利用太阳能分解水制取氢气是光能转化为化学能的过程
D．灯泡通电发光就是灯泡把化学能转化为光能的过程
（2）化学能与热能
已知：①1molH₂分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量
②1molCl₂分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量
③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量．
请写出氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是

H₂（g）+Cl₂（g）═2HCl（g）△H=-183kJ/mol

．
（3）化学能与电能
①以H₂为燃料可制成氢氧燃料电池．已知2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-572kJ?mol^-1
某氢氧燃料电池释放228.8kJ电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化率为

80%

．