Question

（14分）“氫能”將是未來(lái)最理想的新能源。

Ⅰ 在25℃,101KPa條件下，1 g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 。

Ⅱ 氫氣通常用生產(chǎn)水煤氣的方法制得。其中CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H＜0。在850℃時(shí)，平衡常數(shù)K=1。

(1)若升高溫度至950℃，達(dá)到新平衡狀態(tài)時(shí)K （填“＞”、“＜”或“＝”）1。

(2)850℃時(shí)，若向一容積可變的密閉容器中同時(shí)充入1.0 molCO、3.0mol H2O、1.0 molCO2和x mol H2，則：

①當(dāng)x = 5.0時(shí)，上述平衡向 （填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行。

②若要使上述反應(yīng)開(kāi)始時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則x應(yīng)滿足的條件是 。

③若設(shè)x=5.0 mol和x=6.0 mol，其他物質(zhì)的投料不變，當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得H2的體積分?jǐn)?shù)分別為a%、b%，則a （填“＞”、“＜”或“＝”）b。

Ⅲ 海水淡化獲得淡水的過(guò)程也可以產(chǎn)生氫氣。下面是利用電滲析法處理海水獲得淡水的原理圖，已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO42－等離子，電極為惰性電極。請(qǐng)分析下列問(wèn)題：

(1)陽(yáng)離子交換膜是指______________ (填A(yù)或B)。

(2)寫出通電后陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：_________________________________________，在陰極區(qū)觀察到的現(xiàn)象是：_________________________________________。

 

Answer 1

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

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

Ⅲ （1）B（1分） （2）2Cl--2e-═Cl2↑；出現(xiàn)白色沉淀

【解析】

試題分析：Ⅰ 在25℃,101KPa條件下，1 g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9kJ熱量，則2g氫氣即1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9kJ熱量×2＝285.8kJ。由于燃燒熱是在一定條件下，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l) △H＝-285.8kJ/mol。

Ⅱ（1）正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則若升高溫度至950℃，達(dá)到新平衡狀態(tài)時(shí)K＜1。

（2）①由于反應(yīng)前后體積不變，則可以用物質(zhì)的量表示濃度計(jì)算平衡常數(shù)。則當(dāng)x = 5.0時(shí)，此時(shí)濃度商為 ＞1，因此反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。

②若要使上述反應(yīng)開(kāi)始時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則 ＜1，解得x＜3，因此x應(yīng)滿足的條件是0≤x＜3。

③增大一種生成物（氫氣）的體積分?jǐn)?shù)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡移動(dòng)的結(jié)果是降低這種增大的幅度，故平衡后氫氣的體積分?jǐn)?shù)還是大于原來(lái)的。

Ⅲ（1）陰離子交換膜只允許陰離子自由通過(guò)，陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子自由通過(guò)，隔膜B和陰極相連，陰極是陽(yáng)離子放電，所以隔膜B是陽(yáng)離子交換膜。

（2）根據(jù)陽(yáng)極是氯離子放電：2Cl--2e-═Cl2↑，陰極區(qū)是氫離子得到電子生成氫氣，氫氧根離子濃度增大，和鈣離子，鎂離子形成沉淀。

考點(diǎn)：考查熱化學(xué)方程式、平衡常數(shù)計(jì)算與應(yīng)用以及電化學(xué)原理的應(yīng)用