【題目】氫氣是一種清潔能源.制氫和儲(chǔ)氫作為氫能利用的關(guān)鍵技術(shù),是當(dāng)前科學(xué)家主要關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題.
(1)用甲烷制取氫氣的兩步反應(yīng)的能量變化如圖所示:

①甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是
②第Ⅱ步反應(yīng)為可逆反應(yīng).800℃時(shí),若CO的起始濃度為2.0molL1 , 水蒸氣的起始濃度為3.0molL1 , 達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后,測(cè)得CO2的濃度為1.2molL1 , 則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為
(2)NaBH4是一種重要的儲(chǔ)氫載體,能與水反應(yīng)生成NaBO2 , 且反應(yīng)前后B元素的化合價(jià)不變,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 , 反應(yīng)消耗1mol NaBH4時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為
(3)儲(chǔ)氫還可借助有機(jī)物,如利用環(huán)已烷和苯之間的可逆反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫.

在某溫度下,向恒容容器中加入環(huán)已烷,其起始濃度為a molL1 , 平衡時(shí)苯的濃度為b molL1 , 該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(用含a、b的關(guān)系式表達(dá)).

【答案】
(1)CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=﹣136.5kJ/mol;60%
(2)NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑;4NA或2.408×1024
(3) mol3?L3
【解析】解:(1)①根據(jù)第一步反應(yīng)過(guò)程可以得出:CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g),△H=﹣103.3KJ/mol;
根據(jù)第二步反應(yīng)過(guò)程可以得出:CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g),△H=﹣33.2KJ/mol;
根據(jù)蓋斯定律,上下兩式相加可得:CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=﹣136.5 kJ/mol,
所以答案是:CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=﹣136.5 kJ/mol;
②設(shè)CO的平衡轉(zhuǎn)化量為x,

CO(g)+

H2O(g)=

H2(g)+

CO2(g)

初始濃度:

2.0

3.0

0

0

變化濃度:

1.2

1.2

1.2

1.2

平衡濃度:

0.8

0.8

1.2

1.2

則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為 ×100%=60%,
所以答案是:60%;(2)NaBH4與水反應(yīng)生成NaBO2 , 且反應(yīng)前后B的化合價(jià)不變,NaBO2中B元素化合價(jià)為+3價(jià),所以NaBH4中H元素的化合價(jià)為﹣1價(jià),所以H元素化合價(jià)由﹣1價(jià)、+1價(jià)變?yōu)?價(jià),再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒配平方程式為NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑,反應(yīng)消耗1mol NaBH4時(shí)轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量=1mol×4×(1﹣0)=4mol,所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA或2.408×1024 , 所以答案是:NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑;4NA或2.408×1024;(3)環(huán)己烷的起始濃度為amolL1 , 平衡時(shí)苯的濃度為bmolL1 , 同一容器中各物質(zhì)反應(yīng)的物質(zhì)的量濃度之比等于其計(jì)量數(shù)之比,所以根據(jù)方程式知,環(huán)己烷的平衡濃度為(a﹣b)mol/L,氫氣的濃度為3bmol/L,則平衡常數(shù)K= mol3L3= = mol3L3 ,
所以答案是: mol3L3
【考點(diǎn)精析】利用化學(xué)平衡的計(jì)算對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案,需要熟知反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%;產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A. 鈷酞菁分子在水中所形成的分散系屬懸濁液

B. 鈷酞菁分子既能透過(guò)濾紙,也能透過(guò)半透膜

C. 在分散系中,鈷酞菁分子直徑比Na+的直徑小

D. 鈷酞菁分子在水中形成的分散系能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象

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(1)若在恒溫恒容的容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),則可用來(lái)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志有 . (填字母)
a.容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變
b.容器中H2濃度與CO濃度相等
c.容器中混合氣體的密度保持不變
d.CO的生成速率與H2的生成速率相等
(2)CO一空氣燃料電池中使用的電解質(zhì)是攙雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導(dǎo)O2 . 該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為
(3)一定條件下,CO與H2可合成甲烷,反應(yīng)方程式為:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)
①一定條件下,該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的原因是
②已知H2(g)、CO(g)和 CH4(g)的燃燒熱分別為285.8kJmol1、283.0kJmol1和890,0kJmol1
寫出CO與H2反應(yīng)生成CH4和CO2的熱化學(xué)方程式:
(4)工業(yè)上可通過(guò)甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,反應(yīng)方程式為:CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g)△H=﹣29.1kJmol1 . 科研人員對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了研究.部分研究結(jié)果如圖所示:

①?gòu)姆磻?yīng)壓強(qiáng)對(duì)甲醇轉(zhuǎn)化率的影響“效率“看,工業(yè)制取甲酸甲酯應(yīng)選擇的壓強(qiáng)是
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A. 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3XY2Z

B. 2 min時(shí),反應(yīng)達(dá)最大限度,但化學(xué)反應(yīng)仍在進(jìn)行

C. 2 min末時(shí),Z的反應(yīng)速率為0.05 mol·L-1·min-1

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純凈物

混合物

強(qiáng)電解質(zhì)

弱電解質(zhì)

非電解質(zhì)

A

純鹽酸

水煤氣

硫酸

醋酸

干冰

B

冰醋酸

福爾馬林

硫酸鋇

亞硫酸

三氧化硫

C

油酯

淀粉

苛性鉀

氫硫酸

碳酸鈣

D

重水

纖維素

氯化鈉

次氯酸

氯氣

A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在無(wú)色透明的強(qiáng)酸性溶液中,能大量共存的離子組是

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C. K+、NH4+、MnO4、SO42 D. K +、Na+、NO3、HCO3

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【題目】下列敘述正確的是

A. 1 mol H2O的質(zhì)量為18g/mol

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】等物質(zhì)的量的 SO2和SO3下列關(guān)系錯(cuò)誤的是( )

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C. 氧元素的質(zhì)量比為3:2

D. 硫元素的質(zhì)量比為1:1

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