（7分）德國克萊斯公司成功研制了利用甲醇車載制氫氧燃料電池工藝，其原理如右圖所示，請觀察此圖回答：

（1）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是

①CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）；△H= + 49．0 kJ·mol－1

②2CH3OH（g）+O2（g）=2CO2（g）+4H2（g）；△H=－385.8kJ·mol－1

下列說法正確的是

A．反應(yīng)①中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量

B．反應(yīng)①中拆開CH3OH（g）和H2O（g）中的化學(xué)鍵所需能量大于形成CO2（g）和3H2（g） 中的化學(xué)鍵所釋放的能量

C．CH3OH蒸氣的燃燒熱為大于192．9 kJ·mol－1

D．根據(jù)②推知反應(yīng)：2CH3OH（l）+ O2（g）=2CO2（g）+4H2（g）的△H＞－385．8kJ·mol－1

（2）最近科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状肌Ｈ粲?.2kg CO2與足量H2恰好完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的水和甲醇，可放出2473.5 kJ的熱量，試寫出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                。

（3）可給筆記本電腦供電的甲醇燃料電池已經(jīng)面世，其結(jié)構(gòu)示意圖如右圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子（H＋）和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一電極后與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為：2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O。b處通入的物質(zhì)是     ，負(fù)極反應(yīng)為：                       。

 

【答案】

（1） BC D （2分）

（2）CO2（g）+ 3H2（g）= H2O（g）+CH3OH（g）   △H=-49.47kJ/mol（2分）

（3）氧氣或空氣  1分      CH3OH＋H2O－6e—=CO2＋6H＋   2分

【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：

德國克萊斯公司成功研制了利用甲醇車載制氫氧燃料電池工藝，其原理如圖1所示，請觀察此圖回答：
（1）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是
①CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）；△H=+49.0kJ?mol-1
②2CH3OH（g）+O2（g）=2CO2（g）+4H2（g）；△H=-385.8kJ?mol-1
下列說法正確的是
BCD
BCD

A．反應(yīng)①中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
B．反應(yīng)①中拆開CH3OH（g）和H2O（g）中的化學(xué)鍵所需能量大于形成CO2（g）和3H2（g） 中的化學(xué)鍵所釋放的能量
C．CH3OH蒸氣的燃燒熱為大于192.9kJ?mol-1
D．根據(jù)②推知反應(yīng)：2CH3OH（l）+O2（g）=2CO2（g）+4H2（g）的△H＞-385.8kJ?mol-1
（2）最近科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状迹粲?.2kg CO2與足量H2恰好完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的水和甲醇，可放出2473.5kJ的熱量，試寫出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
CO2（g）+3H2（g）=H2O（g）+CH3OH（g）△H=-49.47kJ/mol
CO2（g）+3H2（g）=H2O（g）+CH3OH（g）△H=-49.47kJ/mol
．
（3）可給筆記本電腦供電的甲醇燃料電池已經(jīng)面世，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2．甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子
（H+）和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一電極后與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O．b處通入的物質(zhì)是
氧氣或空氣
氧氣或空氣
，負(fù)極反應(yīng)式為：
CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

近來，制備和利用氫氣這一清潔能源已有多項(xiàng)成果．（1）德國克萊斯公司成功研制了利用甲醇CH3OH）車載制氫燃料電池工藝，其原理如圖1所示，請觀察此圖回答：
①此堿性燃料電池的正極反應(yīng)式為
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
；
②甲醇與水反應(yīng)制取氫氣的化學(xué)方程式
CH3OH+H2O?3H2+CO2
CH3OH+H2O?3H2+CO2
．
（2）美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣，其生產(chǎn)流程如圖2：
①此流程的第II步反應(yīng)為：CO（g）+H2O（g）
高溫
H2（g）+CO2（g），平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表．
溫度/℃ 400 500 830 1000
平衡常數(shù)K 10 9 1 0.6
在830℃，n（CO）、n（H2O）、n（H2）、n（CO2）的物質(zhì)的量分別是1、5、2、3投入恒容反應(yīng)器發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)開始時(shí)，向
逆
逆
（填正、逆）反應(yīng)方向進(jìn)行．
②若400℃時(shí)，第Ⅱ步反應(yīng)生成l mol氫氣放出的熱量為33.2kJ，第I步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CH4（g）+H2O（g）=3H2（g）+CO（g）△H=-103.3kJ?mol-1 則400℃時(shí)，甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式為
CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=-136.5kJ?mol-1
CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=-136.5kJ?mol-1
．
（3）工業(yè)上有一種用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法：
CO2（g）+3H2（g）
 
CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1
將6molCO2和8molH2充入2L的密閉容器中，測得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖3所示（實(shí)線）．
①a點(diǎn)正反應(yīng)速率
大于
大于
（填大于、等于或小于）逆反應(yīng)速率．
②求平衡時(shí)氫氣的轉(zhuǎn)化率
75%
75%
和該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.5
0.5
．
③僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，測得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖3虛線所示，曲線I對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是
升高溫度
升高溫度
，曲線II對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是
增大壓強(qiáng)
增大壓強(qiáng)
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

近來，制備和利用氫氣這一清潔能源已有多項(xiàng)成果．
（1）德國克萊斯公司成功研制了利用甲醇（CH3OH）車載制氫燃料電池工藝，其原理如圖所示，請觀察此圖回答：
精英家教網(wǎng)
①燃料電池的正極反應(yīng)式為
 
；
②甲醇與流程圖中任一反應(yīng)物反應(yīng)制取氫氣的化學(xué)方程式
 
．
（2）美國Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來制取氫氣，其生產(chǎn)流程如圖：
精英家教網(wǎng)
①此流程的第Ⅱ步反應(yīng)為：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
 
；
②此流程的第Ⅱ步反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如表1，在830℃，以表2的物質(zhì)的量（單位為mol）投入恒容反應(yīng)器發(fā)生上述反應(yīng)，其中反應(yīng)開始時(shí)，向正反應(yīng)方向進(jìn)行的有
 
（填實(shí)驗(yàn)編號）；
表1
溫度/℃ 400 500 830 1000
平衡常數(shù)K 10 9 1 0.6
表2
實(shí)驗(yàn)編號 n（CO） n（H2O） n（H2） n（CO2）
A 1 5 2 3
B 2 2 1 1
C 3 3 0 0
D 0.5 2 1 1
③若400℃時(shí)，第Ⅱ步反應(yīng)生成1 mol氫氣的熱效應(yīng)值為33.2（單位為kJ），第1步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
CH4（g）+H2O（g）═3H2（g）+CO（g）△H=-103.3kJ?mol-1
則400℃時(shí)，甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式為
 
．
（3）我國科學(xué)家研究了常溫下利用Pt等催化劑在可見光作用下使水分解制氫氣的方法，如圖是三種催化劑在光照分解水實(shí)驗(yàn)中的效果比較圖．能得出如圖結(jié)果的實(shí)驗(yàn)方案是
 
．精英家教網(wǎng)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（7分）德國克萊斯公司成功研制了利用甲醇車載制氫氧燃料電池工藝，其原理如右圖所示，請觀察此圖回答：

（1）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是

①CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）；△H=+ 49．0 kJ·mol－1

②2CH3OH（g）+O2（g）=2CO2（g）+4H2（g）；△H=－385.8kJ·mol－1

下列說法正確的是

A．反應(yīng)①中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量

B．反應(yīng)①中拆開CH3OH（g）和H2O（g）中的化學(xué)鍵所需能量大于形成CO2（g）和3H2（g） 中的化學(xué)鍵所釋放的能量

C．CH3OH蒸氣的燃燒熱為大于192．9 kJ·mol－1

D．根據(jù)②推知反應(yīng)：2CH3OH（l）+ O2（g）=2CO2（g）+4H2（g）的△H＞－385．8kJ·mol－1

（2）最近科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状�。若�?.2kg CO2與足量H2恰好完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的水和甲醇，可放出2473.5 kJ的熱量，試寫出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式               。

（3）可給筆記本電腦供電的甲醇燃料電池已經(jīng)面世，其結(jié)構(gòu)示意圖如右圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子（H＋）和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一電極后與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為：2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O。b處通入的物質(zhì)是     ，負(fù)極反應(yīng)為：                      。

 

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