Question

【題目】Ⅰ.化石燃料的燃燒會產生大量污染大氣的二氧化硫和溫室氣體二氧化碳， 而氫氣被認為是無碳無污染的清潔能源。

（1）某些合金可用于儲存氫，金屬儲氫的原理可表示為：M+xH2 MH2x △H<0 (M表示某種合金)右圖表示溫度分別為T1， T2時，最大吸氫量與氫氣壓強的關系。則下列說法中，正確的是 。

a、T1＞T2

b、增大氫氣壓強，加快氫氣的吸收速率

c、增大M的量，上述平衡向右移動

d、上述反應可實現多次儲存和釋放氫氣

（2）在25℃，101KPa條件下，ag氫氣完全燃燒生成液態水時放出142.9kJ熱量，則表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為 ．

（3）工業上通常用生產水煤氣的方法制得氫氣。其中C(s) +H2O(g) CO(g) + H2(g) ，在850℃時平衡常數K= 1．若向1升的恒容密閉真空容器中同時加入x mol C和6.0mol H2O．

①當加熱到850℃，反應達到平衡的標志有 ．

A．消耗水蒸氣的物質的量與生成CO的物質的量相等 B．容器內的壓強不變

C．混合氣的密度不變 D．單位時間有n個H﹣O鍵斷裂的同時有n個H﹣H鍵斷裂

②850℃時反應達到平衡，x應滿足的條件是 ．

Ⅱ、甲烷和甲醇可以做燃料電池，具有廣闊的開發和應用前景，回答下列問題

（4）甲醇燃料電池(簡稱DMFC)由于結構簡單、能量轉化率高、對環境無污染，可作為常規能源的替代品而越來越受到關注。DMFC工作原理如上圖所示：通入b氣體的電極是原電池的 極(填 “正”或“負”)。通入a氣體的電極反應式為 。

（5）某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯后作為電源，進行飽和氯化鈉溶液電解實驗，如圖所示U形管中氯化鈉溶液的體積為80ml。閉合K后，若每個電池甲烷用量均為0.224L(標況)，且反應完全，則理論上通過電解池的電量為 (保留兩位小數，已知法拉第常數F=9.65×104C/mol)，若產生的氣體全部逸出，電解后溶液混合均勻，電解后U形管中溶液的pH為 。

Answer 1

【答案】Ⅰ.（1）bd；（2） H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)，△H=﹣285.8/akJ/mol（3）① BC； ②x＞2

Ⅱ.（4）正；CH3OH +H2O — 6e - == CO2 + 6H+（5） 7.72×103C； 14

【解析】

試題分析：（1）在壓強相同的條件下，T1對應的吸氫量大，也就是T2→T1，平衡正向移動，而正反應是放熱反應，所以T2→T1，是降溫，所以T2＞T1。a．T1＜T2，故a錯誤；b．增大氫氣壓強，反應速率加快，氫氣的吸收速率加快，故b正確；c．M為固體，增大M的量，濃度不變，上述平衡不移動，故c錯誤；d．金屬儲氫的原理可表示為：M(s)+xH2═MH2x(s)△H＜0 平衡可以正向或逆向進行，反應可實現多次儲存和釋放氫氣，故d正確；故答案為：bd；

（2）1g氫氣完全燃燒生成液態水時放出142.9kJ熱量，2g氫氣燃燒生成液態水放熱285.8KJ，則氫氣燃燒熱的熱化學方程式為：H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol；故答案為：H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol；

（3）①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，A．消耗水蒸氣是正反應，生成CO也是正反應，故消耗水蒸氣的物質的量與生成CO的物質的量相等不能作為判斷是否達到平衡狀態的依據，故A錯誤；B．反應前后氣體的體積不等，故容器內的壓強不變可作為判斷是否達到化學平衡狀態的依據，故B正確；C．密度=，總質量在變，體積不變，故混合氣的密度不變可作為判斷是否達到化學平衡狀態的依據，故C正確；D．單位時間有n個H-O鍵斷裂是正反應，同時有n個H-H鍵斷裂是逆反應，但正逆反應速率不等，故單位時間有n個H-O鍵斷裂的同時有n個H-H鍵斷裂不能作為判斷是否達到平衡狀態的依據，故D錯誤，故答案為：BC；

② C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，

開始(mol): 6 0 0

轉化(mol): a a a

平衡(mol):6-a a a

K==1，a=2，故x應滿足的條件是：x＞2，故答案為：x＞2；

（4）燃料電池中，通入燃料的電極為負極，通入氧氣的為正極，負極發生氧化反應，甲烷被氧化生成二氧化碳，電極方程式為，故答案為：正；CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+；

（5）電解氯化鈉溶液的化學方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，可知關系式1 mol CH4～8 mol e-～8molNaOH，故若每個電池甲烷通入量為0.224L(標準狀況)，生成0.08molNaOH，c(NaOH)==0.1mol/L，pH=13；電解池通過的電量為×8×9.65×104Cmol-1=7.72×103C(題中雖然有兩個燃料電池，但電子的傳遞量只能用一個池的甲烷量計算)，故答案為：7.72×103C；13。