Question

（14分）“氢能”将是未来最理想的新能源。

Ⅰ 在25℃,101KPa条件下，1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。

Ⅱ 氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H＜0。在850℃时，平衡常数K=1。

(1)若升高温度至950℃，达到新平衡状态时K （填“＞”、“＜”或“＝”）1。

(2)850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 molCO、3.0mol H2O、1.0 molCO2和x mol H2，则：

①当x = 5.0时，上述平衡向 （填“正反应”或“逆反应”）方向进行。

②若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 。

③若设x=5.0 mol和x=6.0 mol，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a%、b%，则a （填“＞”、“＜”或“＝”）b。

Ⅲ 海水淡化获得淡水的过程也可以产生氢气。下面是利用电渗析法处理海水获得淡水的原理图，已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO42－等离子，电极为惰性电极。请分析下列问题：

(1)阳离子交换膜是指______________ (填A或B)。

(2)写出通电后阳极的电极反应式：_________________________________________，在阴极区观察到的现象是：_________________________________________。

 

Answer 1

Ⅰ H2(g)+ 1/2O2(g)＝H2O(l) △H＝-285.8kJ/mol（2分）

Ⅱ (1)＜（1分）(2) ①逆反应（2分）②0≤x＜3或x＜3（2分）③＜（2分）

Ⅲ （1）B（1分） （2）2Cl--2e-═Cl2↑；出现白色沉淀

【解析】

试题分析：Ⅰ 在25℃,101KPa条件下，1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，则2g氢气即1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量×2＝285.8kJ。由于燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l) △H＝-285.8kJ/mol。

Ⅱ（1）正方应是放热反应，因此升高温度平衡向逆反应方向进行，则若升高温度至950℃，达到新平衡状态时K＜1。

（2）①由于反应前后体积不变，则可以用物质的量表示浓度计算平衡常数。则当x = 5.0时，此时浓度商为 ＞1，因此反应向逆反应方向进行。

②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则 ＜1，解得x＜3，因此x应满足的条件是0≤x＜3。

③增大一种生成物（氢气）的体积分数，平衡向逆反应方向移动，平衡移动的结果是降低这种增大的幅度，故平衡后氢气的体积分数还是大于原来的。

Ⅲ（1）阴离子交换膜只允许阴离子自由通过，阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，隔膜B和阴极相连，阴极是阳离子放电，所以隔膜B是阳离子交换膜。

（2）根据阳极是氯离子放电：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极区是氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子浓度增大，和钙离子，镁离子形成沉淀。

考点：考查热化学方程式、平衡常数计算与应用以及电化学原理的应用