Question

“氫能”將是未來(lái)最理想的新能源．
Ⅰ．在25℃，101KPa條件下，1g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1.0mol CO、3.0mol H₂O、1.0mol CO₂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=5.0mol和x=6.0mol，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

 

b（填“＞”、“＜”或“=”）．
Ⅲ．海水淡化獲得淡水的過(guò)程也可以產(chǎn)生氫氣．如圖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⁺、SO₄^2-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(xiě)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

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素,電解原理

專(zhuān)題：基本概念與基本理論

分析：Ⅰ、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，燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，結(jié)合熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)；
Ⅱ．（1）升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
（2）反應(yīng)在同一容器內(nèi)進(jìn)行，體積相同，方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)都是1，所以在以下計(jì)算中均可用物質(zhì)的量數(shù)值代替濃度數(shù)值．
①求出此時(shí)的濃度商Q_c，與平衡常數(shù)相比，判斷平衡移動(dòng)方向；
②用x表示出濃度商Q_c，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，濃度商小于平衡常數(shù)；
③增大一種生產(chǎn)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)；
②根據(jù)陽(yáng)極是氯離子放電，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．

解答： 解：Ⅰ、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）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
故答案為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
Ⅱ．（1）升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)K減小，小于1，；
故答案為：＜；
（2）①此時(shí)的濃度商Q_c=

5×1

1×3

=1.67，大于平衡常數(shù)1，故平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故答案為：逆反應(yīng)；
②平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，濃度商小于平衡常數(shù)，即

1×x

1×3

＜1，解得0≤x＜3，故答案為：0≤x＜3；
③增大一種生產(chǎn)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；
故答案為：＜；
Ⅲ①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，
故答案為：B；
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，
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，出現(xiàn)白色沉淀；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算分析判斷，電解原理分析應(yīng)用，注意化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物濃度、是否使用催化劑無(wú)關(guān)，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，注重知識(shí)的遷移應(yīng)用，題目難度中等．