(2011•盐城模拟)氢能以其洁净、高效、高热值、环境友好等特点成为最有前途的新能源,制氢和储氢方法很多.

(2011•盐城模拟)氢能以其洁净、高效、高热值、环境友好等特点成为最有前途的新能源,制氢和储氢方法很多.
(1)直接热分解法制氢
序号 分解水的过程 平衡常数 T=2500K T=3000K
A H2O(g)⇌HO(g)+H(g) K1 1.34×10-4 8.56×10-3
B HO(g)⇌H(g)+O(g) K2 4.22×10-4 1.57×10-2
C 2H(g)⇌H2(g) K3 1.52×103 3.79×10
D 2O(g)⇌O2(g) K4 4.72×103 7.68×10
①属于吸热反应的是:______(选填:A、B、C、D)
②某温度下,H2O(g)⇌H2(g)+[1/2]O2(g),平衡常数K=
K1×K2×K3×K4
1
2
K1×K2×K3×K4
1
2
(用含K1、K2、K3、K4表达)
(2)热化学循环制氢
已知:Br2(g)+CaO(s)→CaBr2(s)+[1/2]O2(g)△H=-73kJ/mol
3FeBr2(s)+4H2O(g)→Fe3O4(s)+6HBr(g)+H2(g)△H=384kJ/mol
CaBr2(s)+H2O(g)→CaO(s)+2HBr(g)△H=212kJ/mol
Fe3O4(s)+8HBr(g)→Br2(g)+3FeBr2(s)+4H2O(g)△H=-274kJ/mol
则H2O(g)⇌H2(g)+[1/2]O2(g),△H=______KJ/mol
(3)光电化学分解制氢,其原理如图1.

钛酸锶光电极的电极反应为4OH+4hv-O2+2H2O,则铂电极的电极反应为______.
(4)生物质制氢,若将生物质气化炉中出来的气体[主要有CH4、CO2、H2O(g)、CO及H2]在1.0 1×105Pa下,进入转换炉,改变温度条件,各成分的体积组成关系如图2所示.下列有关图象的解读正确的是______.
A.利用CH4与H2O(g)及CO2转化为合成气CO和H2理论上是可行的
B.CH4(g)+CO2(g)→2CO(g)+2H2(g)和CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g),都是放热反应
C.CH4与CO2及H2O(g)转化为合成气CO和H2适宜温度约900℃
D.图象中曲线的交点处表示反应达到平衡
(5)LiBH4由于具有非常高的储氢能力,分解时生成氢化锂和两种单质,试写出反应的化学方程式______.
hzw5686 1年前 已收到1个回答 举报

andylfq2003 春芽

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解题思路:(1)①图表数据分析温度变化平衡常数变化,依据化学平衡移动原理分析判断;
②依据ABCD的平衡常数表达式计算,H2O⇌H2(g)+[1/2]O2(g)的平衡常数;
(2)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式;
(3)依据原电池原理分析,电子流向的方向为原电池的正极,电子流出的一端为原电池的负极;碱溶液中铂电极上是氢离子放电生成氢气的反应;
(4)图象分析可知,随温度升高甲烷、水、二氧化碳减少,一氧化碳、氢气增加分析判断;
(5)依据原子守恒书判断产物写化学方程式.

(1)①图标数据分析可知随温度升高,平衡常数增大的反应为吸热反应,AB平衡常数随温度升高增大,CD随温度升高减小,
故答案为:AB;
②依据A、B、C、D反应的平衡常数表达式可知反应H2O⇌H2(g)+[1/2]O2(g)的平衡常数应K=K1×K2×K3×K4
1
2,
故答案为:K1×K2×K3×K4
1
2;
(2)①Br2(g)+CaO(s)→CaBr2(s)+[1/2]O2(g)△H=-73kJ/mol
②3FeBr2(s)+4H2O(g)→Fe3O4(s)+6HBr(g)+H2(g)△H=384kJ/mol
③CaBr2(s)+H2O(g)→CaO(s)+2HBr(g)△H=212kJ/mol
④Fe3O4+8HBr(g)→Br2(g)+3FeBr2(s)+4H2O(g)△H=-274kJ/mol,
依据盖斯定律①+②+③+④得到则H2O(g)⇌H2(g)+[1/2]O2(g)△H=249KJ/mol,
故答案为:249;
(3)依据装置图中的电子流向分析,铂电极做原电池正极,溶液中氢离子得到电子生成氢气,电极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
故答案为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
(4)A.图象分析可知随温度升高,甲烷、二氧化碳、水蒸气减小,一氧化碳、氢气增多,所以利用CH4与H2O(g)及CO2转化为合成气CO和H2理论上是可行的,故A正确;
B.依据图象分析,随温度升高,甲烷、二氧化碳、水蒸气减小,一氧化碳、氢气增多,升温平衡正向进行,CH4(g)+CO2(g)→2CO(g)+2H2(g)和CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g),都是吸热反应,故B错误;
C.图象分析可知在900°C时,二氧化碳甲烷反应最彻底,生成一氧化碳和氢气的量最大,CH4与CO2及H2O(g)转化为合成气CO和H2适宜温度约900℃,故C正确;
D.图象中曲线的交点处表示的是物质含量相同,但反应不一定达到平衡,故D错误;
故答案为:AC.
(5)LiBH4由于具有非常高的储氢能力,分解时生成氢化锂和两种单质,依据元素化合价变化和原子守恒分析可知,生成物中是氢气和硼单质,依据原子守恒写出分析方程式为:2LiBH4=2LiH+2B+3H2↑,
故答案为:2LiBH4=2LiH+2B+3H2↑.

点评:
本题考点: 化学平衡常数的含义;用盖斯定律进行有关反应热的计算;物质的量或浓度随时间的变化曲线.

考点点评: 本题考查了化学平衡常数平衡移动分析判断,热化学方程式和盖斯定律的计算应用,主要是图象曲线变化特征分析理解,掌握基础是关键,题目难度较大.

1年前

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