Question

【題目】Ⅰ.化石燃料的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量污染大氣的二氧化硫和溫室氣體二氧化碳， 而氫氣被認(rèn)為是無碳無污染的清潔能源。

（1）某些合金可用于儲(chǔ)存氫，金屬儲(chǔ)氫的原理可表示為：M+xH2 MH2x △H<0 (M表示某種合金)右圖表示溫度分別為T1， T2時(shí)，最大吸氫量與氫氣壓強(qiáng)的關(guān)系。則下列說法中，正確的是 。

a、T1＞T2

b、增大氫氣壓強(qiáng)，加快氫氣的吸收速率

c、增大M的量，上述平衡向右移動(dòng)

d、上述反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)多次儲(chǔ)存和釋放氫氣

（2）在25℃，101KPa條件下，ag氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9kJ熱量，則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為 ．

（3）工業(yè)上通常用生產(chǎn)水煤氣的方法制得氫氣。其中C(s) +H2O(g) CO(g) + H2(g) ，在850℃時(shí)平衡常數(shù)K= 1．若向1升的恒容密閉真空容器中同時(shí)加入x mol C和6.0mol H2O．

①當(dāng)加熱到850℃，反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志有 ．

A．消耗水蒸氣的物質(zhì)的量與生成CO的物質(zhì)的量相等 B．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變

C．混合氣的密度不變 D．單位時(shí)間有n個(gè)H﹣O鍵斷裂的同時(shí)有n個(gè)H﹣H鍵斷裂

②850℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，x應(yīng)滿足的條件是 ．

Ⅱ、甲烷和甲醇可以做燃料電池，具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景，回答下列問題

（4）甲醇燃料電池(簡(jiǎn)稱DMFC)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量轉(zhuǎn)化率高、對(duì)環(huán)境無污染，可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC工作原理如上圖所示：通入b氣體的電極是原電池的 極(填 “正”或“負(fù)”)。通入a氣體的電極反應(yīng)式為 。

（5）某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示U形管中氯化鈉溶液的體積為80ml。閉合K后，若每個(gè)電池甲烷用量均為0.224L(標(biāo)況)，且反應(yīng)完全，則理論上通過電解池的電量為 (保留兩位小數(shù)，已知法拉第常數(shù)F=9.65×104C/mol)，若產(chǎn)生的氣體全部逸出，電解后溶液混合均勻，電解后U形管中溶液的pH為 。

Answer 1

【答案】Ⅰ.（1）bd；（2） H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，△H=﹣285.8/akJ/mol（3）① BC； ②x＞2

Ⅱ.（4）正；CH3OH +H2O — 6e - == CO2 + 6H+（5） 7.72×103C； 14

【解析】

試題分析：（1）在壓強(qiáng)相同的條件下，T1對(duì)應(yīng)的吸氫量大，也就是T2→T1，平衡正向移動(dòng)，而正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以T2→T1，是降溫，所以T2＞T1。a．T1＜T2，故a錯(cuò)誤；b．增大氫氣壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，氫氣的吸收速率加快，故b正確；c．M為固體，增大M的量，濃度不變，上述平衡不移動(dòng)，故c錯(cuò)誤；d．金屬儲(chǔ)氫的原理可表示為：M(s)+xH2═MH2x(s)△H＜0 平衡可以正向或逆向進(jìn)行，反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)多次儲(chǔ)存和釋放氫氣，故d正確；故答案為：bd；

（2）1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9kJ熱量，2g氫氣燃燒生成液態(tài)水放熱285.8KJ，則氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol；故答案為：H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol；

（3）①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，A．消耗水蒸氣是正反應(yīng)，生成CO也是正反應(yīng)，故消耗水蒸氣的物質(zhì)的量與生成CO的物質(zhì)的量相等不能作為判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)，故A錯(cuò)誤；B．反應(yīng)前后氣體的體積不等，故容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變可作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)，故B正確；C．密度=，總質(zhì)量在變，體積不變，故混合氣的密度不變可作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)，故C正確；D．單位時(shí)間有n個(gè)H-O鍵斷裂是正反應(yīng)，同時(shí)有n個(gè)H-H鍵斷裂是逆反應(yīng)，但正逆反應(yīng)速率不等，故單位時(shí)間有n個(gè)H-O鍵斷裂的同時(shí)有n個(gè)H-H鍵斷裂不能作為判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)，故D錯(cuò)誤，故答案為：BC；

② C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，

開始(mol): 6 0 0

轉(zhuǎn)化(mol): a a a

平衡(mol):6-a a a

K==1，a=2，故x應(yīng)滿足的條件是：x＞2，故答案為：x＞2；

（4）燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極，通入氧氣的為正極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲烷被氧化生成二氧化碳，電極方程式為，故答案為：正；CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+；

（5）電解氯化鈉溶液的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，可知關(guān)系式1 mol CH4～8 mol e-～8molNaOH，故若每個(gè)電池甲烷通入量為0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，生成0.08molNaOH，c(NaOH)==0.1mol/L，pH=13；電解池通過的電量為×8×9.65×104Cmol-1=7.72×103C(題中雖然有兩個(gè)燃料電池，但電子的傳遞量只能用一個(gè)池的甲烷量計(jì)算)，故答案為：7.72×103C；13。