氢气最有可能成为21世纪的主要能源,但氢气需要由其他物质来制-查字典问答网
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  氢气最有可能成为21世纪的主要能源,但氢气需要由其他物质来制备.制氢的方法之一是以煤的转化为基础,其基本原理是用碳、水在气化炉中发生如下反应:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)

  氢气最有可能成为21世纪的主要能源,但氢气需要由其他物质来制备.制氢的方法之一是以煤的转化为基础,其基本原理是用碳、水在气化炉中发生如下反应:

  C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)△H1=+131.3kJ•mol-1

  CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H2

  (1)已知1molH-H、O-H、C=O、C≡O化学键断裂时分别需要吸收436kJ、458.5kJ、799kJ、1076kJ的能量,则△H2=___.

  产物中的H2与平衡体系中的C、CO2继续发生如下反应,可生成甲烷.

  C(s)+2H2(g)⇌CH4(g)△H3=-74.8kJ•mol-1

  CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)△H4,则△H4=___.

  (2)在1L容积固定的密闭容器中投入1.8molCH4和3.6molH2O(g),若只发生反应:CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g),测得CH4、H2O(g)及某一生成物X的物质的量浓度(c)随反应时间(t)的变化如图1所示,第9min前H2O(g)的物质的理浓度及第4min~9min之间X所代表生成物的物质的量浓度变化曲线未标出,条件有变化时只考虑一个条件.

  ①0~4min内,H2的平均反应速率v(H2)=___mol•L-1•min-1.

  ②以上反应在第5min时的平衡常数K=___.(计算结果保留两位小数)

  ③第6min时改变的条件是___.

  (3)用甲烷做燃料电池电解CuSO4溶液、FeCO3和FeCl2混合液的示意图如图2所示,其中A、B、D均为石墨电极、C为铜电极.工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同(相同条件下).

  ①甲中通入O2的一极为___极(填“正”或“负”),通入甲烷一极的电极反应式为___.

  ②乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为___L.

  ③丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图3所示,则图中③线表示的是___(填离子符号)的变化;原溶液中c(Fe2+)=___.

1回答
2020-10-25 03:37
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宋爱平

  (1)已知1molH-H、O-H、C=O、C≡O化学键断裂时分别需要吸收436kJ、458.5kJ、799kJ、1076kJ的能量,则△H2=1076kJ/mol+2×458.5kJ/mol-2×799kJ/mol-436kJ/mol=-41kJ/mol;

  由①C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)△H1=+131.3kJ•mol-1

  ②CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H2=-41kJ/mol

  ③C(s)+2H2(g)⇌CH4(g)△H3=-74.8kJ•mol-1

  结合盖斯定律③-①-②得到CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)△H4,则△H4=-165.1kJ/mol,

  故答案为:-41kJ/mol;-165.1kJ/mol;

  (2)根据图象0-4min甲烷减少0.5mol/L,X增加0.5mol/L,则X为二氧化碳,4-6min为平衡状态,

       CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)

  开始1.8          3.6           0             0

  转化0.5            1           0.5            2

  平衡1.3          2.6           0.5            2

  ①0~4min内,H2的平均反应速率υ(H2)=2mol/L4min

2020-10-25 03:41:29

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