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化學在能源開發與利用中起著十分重要的作用. 【查看更多】

化學在能源開發與利用中起著十分關鍵的作用．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化率高，具有廣闊的發展前景．現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

A．a電極是負極，OH^-移向負極
B．b電極的電極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
C．電池總反應式為：2H₂+O₂

點燃

.

2H₂O
D．電解質溶液的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的新型發電裝置
（2）上圖裝置中盛有100mL、0.1mol?L^-1AgNO₃溶液，當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

（溶液體積變化忽略不計）
II氫氣是合成氨的重要原料．工業上合成氨的反應是：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已達到平衡的是

②③

（填序號）
①單位時間內生成2n mol NH₃的同時生成3n mol H₂
②單位時間內生成n mol N-H的同時生成n mol N≡N
③用N₂、H₂、NH₃的物質的量濃度變化表示的反應速率之比為1：3：2
④N₂、H₂、NH₃的體積分數不再改變
⑤混合氣體的平均摩爾質量不再改變
⑥混合氣體的總物質的量不再改變
（2）已知合成氨反應在某溫度下2L的密閉容器中進行，測得如下數據：

時間（h）物質的量（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

根據表中數據計算：
①反應進行到2小時時放出的熱量為

27.66kJ

②此條件下該反應的化學平衡常數K=

4

27

4

27

（保留兩位小數）
③反應達到平衡后，若往平衡體系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00mol，化學平衡將向

正反應

方向移動（填“正反應”或“逆反應”、“不移動”）．

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化學在能源開發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方程式為

CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ?mol^-1

．

（2）甲醇是重要的基礎化工原料，又是一種新型的燃料，制取甲醇的傳統方法是采用CuO-ZnO/γ-Al₂O₃為催化劑，合成反應為：CO+2H₂

催化劑

.

加熱加壓

CH₃OH．生產中一些工藝參數如圖所示．該反應為

放熱

（填“吸熱”或“放熱”）反應．說明你作出判斷的依據

由圖知，不論在何種壓強下，都是溫度越高，CO的轉化率越小

．
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，電池的電解質是摻雜了Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下能傳導O^2-離子．該電池的正極反應式為

O₂+4e^-=2O^2-

．電池工作時，固體電解質里的O^2-向

負

極推動．

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化學在能源開發與利用中起著十分關鍵的作用。

（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方程式為：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l) △H＝－890.3 kJ／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水．放出的熱量為 _______ 。

（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)，電池的電解質是摻入了Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下傳導O²^－。

已知該電池負極的電極反應為：C₄H₁₀＋2O²^－－4e^－＝CO₂＋H₂O，則該電池正極的電極反應式為 _______ ，電池工作時，固體電解質里的O²^－向 _______ 極移動。

（3）已知一氧化碳與水蒸氣的反應為：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)，發生反應并保持溫度不變，各物質濃度隨時間變化如下表： T℃時物質的濃度(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時的數據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 _______ ，第5～6min之間，改變的條件是 _______ 。T℃時該化學反應的平衡常數是 _______ 。

②已知420℃時，該化學反應的平衡常數為9。如果反應開始時，CO和H₂O(g)的濃度都是0.01 mol／L，則CO在此條件下的轉化率為 _______ 。

③397℃時該反應的平衡常數為12，請判斷該反應的△H _______ 0(填“>”、“＝”、“<”)．

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化學在能源開發與利用中起著十分關鍵的作用。

（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方程式為：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l) △H＝－890.3 kJ／mol。

356g“可燃冰”(若分子式為CH₄·9H₂O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態水．放出的熱量為

kJ。

（2）Cu₂O是一種半導體材料，基于綠色化學理念設計的制取Cu₂O的電解池示意圖如右圖所示，電解總反應為2Cu+H₂OCu₂O+H₂。該電解池中，銅電極接直流電源的極；每生成1molCu₂O，電路中通過的電子的數目為；該電解池的陰極反應式為。

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化學在能源開發與利用中起著十分關鍵的作用。
（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方程式為：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l) △H＝－890.3 kJ／mol。
356g“可燃冰”(若分子式為CH₄·9H₂O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態水．放出的熱量為
kJ。
（2）Cu₂O是一種半導體材料，基于綠色化學理念設計的制取Cu₂O的電解池示意圖如右圖所示，電解總反應為2Cu+H₂OCu₂O+H₂。該電解池中，銅電極接直流電源的極；每生成1molCu₂O，電路中通過的電子的數目為；該電解池的陰極反應式為。