化学在能源开发与利用中起着十分重要的作用.——青夏教育精英家教网—

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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

CD

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+O₂

点燃

.

2H₂O
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=

1

（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）△H=-92.20kJ?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

②③

（填序号）
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：

时间（h）物质的量（mol）	0	1	2	3	4
N₂	1.50	n₁	1.20	n₃	1.00
H₂	4.50	4.20	3.60	n₄	3.00
NH₃	0	0.20	N₂	1.00	1.00

根据表中数据计算：
①反应进行到2小时时放出的热量为

27.66kJ

②此条件下该反应的化学平衡常数K=

4

27

4

27

（保留两位小数）
③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

正反应

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重要的作用．
（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观酷似冰的甲烷水合物．我国南海海底有丰富的“可燃冰”资源．取365g分子式为CH₄?9H₂O的“可燃冰”，将其释放的甲烷完全燃烧生成CO₂和H₂O（l），可放出1780.6kJ的热量，则甲烷燃烧的热化学方程式为

CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ?mol^-1

．

（2）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，制取甲醇的传统方法是采用CuO-ZnO/γ-Al₂O₃为催化剂，合成反应为：CO+2H₂

催化剂

.

加热加压

CH₃OH．生产中一些工艺参数如图所示．该反应为

放热

（填“吸热”或“放热”）反应．说明你作出判断的依据

由图知，不论在何种压强下，都是温度越高，CO的转化率越小

．
最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-离子．该电池的正极反应式为

O₂+4e^-=2O^2-

．电池工作时，固体电解质里的O^2-向

负

极推动．

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（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧的热化学方程式为：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l) △H＝－890.3 kJ／mol。

356g“可燃冰”(分子式为CH₄·9H₂O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水．放出的热量为 _______ 。

（2）某种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入液化石油气(以C₄H₁₀表示)，电池的电解质是掺入了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下传导O²^－。

已知该电池负极的电极反应为：C₄H₁₀＋2O²^－－4e^－＝CO₂＋H₂O，则该电池正极的电极反应式为 _______ ，电池工作时，固体电解质里的O²^－向 _______ 极移动。

（3）已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)

①T℃时，在一定体积的容器中，通入一定量的CO(g)和H₂O(g)，发生反应并保持温度不变，各物质浓度随时间变化如下表： T℃时物质的浓度(mol/L)变化

时间 / min	CO	H₂O(g)	CO₂	H₂
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084	C₁
6	0.096	0.266	0.104	C₂

第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时，改变某一条件后测得的。第4～5min之间，改变的条件是 _______ ，第5～6min之间，改变的条件是 _______ 。T℃时该化学反应的平衡常数是 _______ 。

②已知420℃时，该化学反应的平衡常数为9。如果反应开始时，CO和H₂O(g)的浓度都是0.01 mol／L，则CO在此条件下的转化率为 _______ 。

③397℃时该反应的平衡常数为12，请判断该反应的△H _______ 0(填“>”、“＝”、“<”)．

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化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。

（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧的热化学方程式为：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l) △H＝－890.3 kJ／mol。

356g“可燃冰”(若分子式为CH₄·9H₂O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水．放出的热量为

kJ。

（2）Cu₂O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu₂O的电解池示意图如右图所示，电解总反应为2Cu+H₂OCu₂O+H₂。该电解池中，铜电极接直流电源的极；每生成1molCu₂O，电路中通过的电子的数目为；该电解池的阴极反应式为。

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（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧的热化学方程式为：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l) △H＝－890.3 kJ／mol。
356g“可燃冰”(若分子式为CH₄·9H₂O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水．放出的热量为
kJ。
（2）Cu₂O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu₂O的电解池示意图如右图所示，电解总反应为2Cu+H₂OCu₂O+H₂。该电解池中，铜电极接直流电源的极；每生成1molCu₂O，电路中通过的电子的数目为；该电解池的阴极反应式为。