（14分）化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著重要的作用，如甲醇、乙醇、二甲醚（CH3OCH3）等都是新型燃料。

⑴乙醇是重要的化工產(chǎn)品和液體燃料，可以利用下列反應(yīng)制取乙醇。

   2CO2(g)+6H2(g)  CH3CH2OH(g)+3H2O(g)  △H＝a kJ·mol－1

在一定壓強下，測得上述反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)如下表。

根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析：

①上述反應(yīng)的         0(填“大于”或“小于”)。

②在一定溫度下，提高氫碳(即)比，平衡常數(shù)K值     （填“增大”、“減小”、或“不變”），對生成乙醇        （填“有利”或“不利”）。

⑵催化劑存在的條件下，在固定容積的密閉容器中投入一定量的CO和H2，同樣可制得乙醇(可逆反應(yīng))。該反應(yīng)過程中能量變化如圖所示：

①寫出CO和H2制備乙醇的熱化學(xué)反應(yīng)方程式                               。

②在一定溫度下，向上述密閉容器中加入1 mol CO、3 mol H2及固體催化劑，使之反應(yīng)。平衡時，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量為Q kJ，若溫度不變的條件下，向上述密閉容器中加入4 mol CO、12 mol H2及固體催化劑，平衡時，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量為w kJ，則w的范圍為                                     。

⑶二甲醚（CH3OCH3）被稱為21世紀的新型燃料，具有清潔、高效的優(yōu)良性能。以二甲醚、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可構(gòu)成燃料電池，其工作原理與甲烷燃料電池原理相類似。該電池中負極上的電極反應(yīng)式是                      。

 

【答案】

（14分）每空2分      ⑴①小于      ②不變     有利          

⑵①2CO(g)＋4H2(g)  CH3CH2OH(g)＋H2O(g)   ΔH＝－E2 kJ·mol－1    

②4Q<w<2E2             ⑶CH3OCH3－12e－+16OH－ ＝ 2CO+ 11H2O

【解析】

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起到十分關(guān)鍵的作用．氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料．
Ⅰ（1）在298K、101kPa時，2g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ熱量．則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：
H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJ/mol
H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJ/mol
．
氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景．現(xiàn)用氫氧燃料電池進行下圖飽和食鹽水電解實驗（圖中所用電極均為惰性電極）．分析該裝置、回答下列問題：
（2）氫氧燃料電池中，a電極為電池的是
負極
負極
（填“正極”或“負極”），氣體M的分子式
H2
H2
，a電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：
H2+OH--2e-=2H2O
H2+OH--2e-=2H2O
．
（3）若右上圖裝置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液，電解一段時間后須加入10.0mol/L鹽酸溶液50mL（密度為1.02g/mL）才能使溶液恢復(fù)至原來狀態(tài)．則在此電解過程中導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為
4.14
4.14
mol．（保留小數(shù)點后2位）
Ⅱ氫氣是合成氨的重要原料．工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是：
N2（g）+3H2（g）?2NH3 （g）△H=-92.2kJ?mol-1
（4）下列事實中，不能說明上述可逆反應(yīng)已經(jīng)達到平衡的是
③④
③④
．
①N2、H2、NH3的體積分數(shù)不再改變；
②單位時間內(nèi)生成2n mol NH3的同時生成3n mol H2；
③單位時間內(nèi)生成3n mol N-H鍵的同時生成n mol N≡N；
④用N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1：3：2；
⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變；
⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變．
（5）已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2.00L的密閉容器中反應(yīng)，測得如下數(shù)據(jù)：
物質(zhì)的量/（mol）/時間（h） 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 0.00 0.20 n2 1.00 1.00
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算：
①反應(yīng)進行到2小時時放出的熱量為
27.7
27.7
kJ．
②0～1小時內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率
0.05
0.05
mol?L-1?h-1．
③此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K═
0.15
0.15
（保留兩位小數(shù)）．
④反應(yīng)達到平衡后，若往平衡體系中再加入N2、H2 和NH3各1mol，化學(xué)平衡向
正反應(yīng)
正反應(yīng)
方向移動（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”或“不移動”．）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用．氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料．
I．氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景．現(xiàn)用氫氧燃料電池進行如圖實驗（圖中所用電極均為惰性電極）：
（1）對于氫氧燃料電池中，下列表達不正確的是
CD
CD

A．a(chǎn)電極是負極，OH-移向負極
B．b電極的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．電池總反應(yīng)式為：2H2+O2
 點燃 
.
 
2H2O
D．電解質(zhì)溶液的pH保持不變
E．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置
（2）上圖裝置中盛有100mL、0.1mol?L-1AgNO3溶液，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112mL（標準狀況下）時，則此時上圖裝置中溶液的pH=
1
1
  （溶液體積變化忽略不計）
II氫氣是合成氨的重要原料．工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.20kJ?mol-1．
（1）下列事實中，不能說明上述可逆反應(yīng)已達到平衡的是
②③
②③
（填序號）
①單位時間內(nèi)生成2n mol NH3的同時生成3n mol H2
②單位時間內(nèi)生成n mol N-H的同時生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1：3：2
④N2、H2、NH3的體積分數(shù)不再改變
⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變
（2）已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2L的密閉容器中進行，測得如下數(shù)據(jù)：

時間（h）
物質(zhì)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
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算：
①反應(yīng)進行到2小時時放出的熱量為
27.66kJ
27.66kJ

②此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
4
27
4
27
（保留兩位小數(shù)）
③反應(yīng)達到平衡后，若往平衡體系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol，化學(xué)平衡將向
正反應(yīng)
正反應(yīng)
  方向移動（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”、“不移動”）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2008?南京一模）化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用．
（1）蘊藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體．甲烷氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3kJ/mol．
356g“可燃冰”（分子式為CH4?9H2O）釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水．放出的熱量為
1780.6kJ
1780.6kJ
．
（2）某種燃料電池，一個電極通入空氣，另一電極通入液化石油氣（以C4H10表示），電池的電解質(zhì)是摻入了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下傳導(dǎo)O2-．
已知該電池負極的電極反應(yīng)為：C4H10+2O2--4e-=CO2+H2O，則該電池正極的電極反應(yīng)式為
O2+4e-=2O2-
O2+4e-=2O2-
，電池工作時，固體電解質(zhì)里的O2-向
負
負
極移動．
（3）已知一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)為：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
①T℃時，在一定體積的容器中，通入一定量的CO（g）和H2O（g），發(fā)生反應(yīng)并保持溫度不變，各物質(zhì)濃度隨時間變化如下表：T℃時物質(zhì)的濃度（mol/L）變化
時間/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時的數(shù)據(jù)是保持溫度和體積不變時，改變某一條件后測得的．第4～5min之間，改變的條件是
增加H2濃度
增加H2濃度
，第5～6min之間，改變的條件是
增加H2O（g）濃度
增加H2O（g）濃度
．T℃時該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)是
0.5
0.5
．
②已知420℃時，該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)為9．如果反應(yīng)開始時，CO和H2O（g）的濃度都是0.01mol/L，則CO在此條件下的轉(zhuǎn)化率為
75%
75%
．
③397℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為12，請判斷該反應(yīng)的△H
＜
＜
0（填“＞”、“=”、“＜”）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分重要的作用．
（1）蘊藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀酷似冰的甲烷水合物．我國南海海底有豐富的“可燃冰”資源．取365g分子式為CH4?9H2O的“可燃冰”，將其釋放的甲烷完全燃燒生成CO2和H2O（l），可放出1780.6kJ的熱量，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3 kJ?mol-1
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3 kJ?mol-1
．
（2）甲醇是重要的基礎(chǔ)化工原料，又是一種新型的燃料，制取甲醇的傳統(tǒng)方法是采用CuO-ZnO/γ-Al2O3為催化劑，合成反應(yīng)為：CO+2H2
催化劑
.
加熱加壓
CH3OH．生產(chǎn)中一些工藝參數(shù)如圖所示．該反應(yīng)為
放熱
放熱
（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．說明你作出判斷的依據(jù)
由圖知，不論在何種壓強下，都是溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越小
由圖知，不論在何種壓強下，都是溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越小
．
最近有人制造了一種燃料電池，一個電極通入空氣，另一個電極加入甲醇，電池的電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2-離子．該電池的正極反應(yīng)式為
O2+4e-=2O2-
O2+4e-=2O2-
．電池工作時，固體電解質(zhì)里的O2-向
負
負
極推動．

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科目：高中化學(xué) 來源：2010年寧波市八校高二下學(xué)期期末聯(lián)考化學(xué)試題 題型：實驗題

（18分）化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起到十分關(guān)鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。
Ⅰ （1）在298K、101kPa時，2g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ熱量。則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：                                          。
氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景�，F(xiàn)用氫氧燃料電池進行下圖飽和食鹽水電解實驗（圖中所用電極均為惰性電極）。分析該裝置、回答下列問題：

（2）氫氧燃料電池中，a電極為電池的是      （填“正極”或“負極”），氣體M的分子式        ，a電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：                            。
（3）若右上圖裝置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液，電解一段時間后須加入10.0mol/L鹽酸溶液50mL(密度為1.02g/mL)才能使溶液恢復(fù)至原來狀態(tài)。則在此電解過程中導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為        mol。（保留小數(shù)點后2位）
Ⅱ 氫氣是合成氨的重要原料。工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是：
N2（g）＋3H2(g)2NH3 (g) ΔH＝－92.2kJ·mol－1
(4)下列事實中，不能說明上述可逆反應(yīng)已經(jīng)達到平衡的是        。
① N2、H2、NH3的體積分數(shù)不再改變；
② 單位時間內(nèi)生成2n mol NH3的同時生成3n mol H2；
③ 單位時間內(nèi)生成3n mol N—H鍵的同時生成n mol N≡N；
④ 用N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為1：3：2；
⑤ 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變；
⑥ 混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變。
（5）已知合成氨反應(yīng)在某溫度下2.00L的密閉容器中反應(yīng)，測得如下數(shù)據(jù)：

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算：
①反應(yīng)進行到2小時時放出的熱量為      kJ。
②0~1小時內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率       mol·L-1·h-1。
③此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K==            （保留兩位小數(shù)）。
④反應(yīng)達到平衡后，若往平衡體系中再加入N2、H2和NH3各1 mol，化學(xué)平衡向   方向移動（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”或“不移動”。）

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