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          精英家教網 > 高中化學 > 題目詳情
          
			
          
				
          氫能以其潔凈、高效、高熱值、環(huán)境友好等特點成為最有前途的新能源，制氫和儲氫方法很多．
          （1）直接熱分解法制氫
          

          


          
序號
分解水的過程
平衡常數
T=2500K
T=3000K
          

          
A
H2O（g）?HO（g）+H（g）
K1
1.34×10-4
8.56×10-3
          

          
B
HO（g）?H（g）+O（g）
K2
4.22×10-4
1.57×10-2
          

          
C
2H（g）?H2（g）
K3
1.52×103
3.79×10
          

          
D
2O（g）?O2（g）
K4
4.72×103
7.68×10
          ①屬于吸熱反應的是：
           
            （選填：A、B、C、D）
          ②某溫度下，H2O（g）?H2（g）+
          1
          2
          O2（g），平衡常數K=
           
            （用含K1、K2、K3、K4表達）
          （2）熱化學循環(huán)制氫
          已知：Br2（g）+CaO（s）→CaBr2（s）+
          1
          2
          O2（g）△H=-73kJ/mol
          3FeBr2（s）+4H2O（g）→Fe3O4（s）+6HBr（g）+H2（g）△H=384kJ/mol
          CaBr2（s）+H2O（g）→CaO（s）+2HBr（g）△H=212kJ/mol
          Fe3O4（s）+8HBr（g）→Br2（g）+3FeBr2（s）+4H2O（g）△H=-274kJ/mol
          則H2O（g）?H2（g）+
          1
          2
          O2（g），△H=
           
          KJ/mol
          （3）光電化學分解制氫，其原理如圖1．
          精英家教網
          鈦酸鍶光電極的電極反應為4OH一+4hv-O2+2H2O，則鉑電極的電極反應為
           
          ．
          （4）生物質制氫，若將生物質氣化爐中出來的氣體[主要有CH4、CO2、H2O（g）、CO及H2]在1.0 1×105Pa下，進入轉換爐，改變溫度條件，各成分的體積組成關系如圖2所示．下列有關圖象的解讀正確的是
           
          ．
          A．利用CH4與H2O（g）及CO2轉化為合成氣CO和H2理論上是可行的
          B．CH4（g）+CO2（g）→2CO（g）+2H2（g）和CH4（g）+H2O（g）→CO（g）+3H2（g），都是放熱反應
          C．CH4與CO2及H2O（g）轉化為合成氣CO和H2適宜溫度約900℃
          D．圖象中曲線的交點處表示反應達到平衡
          （5）LiBH4由于具有非常高的儲氫能力，分解時生成氫化鋰和兩種單質，試寫出反應的化學方程式
           
          ．
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
          分析：（1）①圖表數據分析溫度變化平衡常數變化，依據化學平衡移動原理分析判斷；
          ②依據ABCD的平衡常數表達式計算，H2O?H2（g）+
          1
          2
          O2（g）的平衡常數；
          （2）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
          （3）依據原電池原理分析，電子流向的方向為原電池的正極，電子流出的一端為原電池的負極；堿溶液中鉑電極上是氫離子放電生成氫氣的反應；
          （4）圖象分析可知，隨溫度升高甲烷、水、二氧化碳減少，一氧化碳、氫氣增加分析判斷；
          （5）依據原子守恒書判斷產物寫化學方程式．
          解答：解：（1）①圖標數據分析可知隨溫度升高，平衡常數增大的反應為吸熱反應，AB平衡常數隨溫度升高增大，CD隨溫度升高減小，
          故答案為：AB；
          ②依據A、B、C、D反應的平衡常數表達式可知反應H2O?H2（g）+
          1
          2
          O2（g）的平衡常數應K=K1×K2×K3×K4
          1
          2
          ，
          故答案為：K1×K2×K3×K4
          1
          2
          ；
          （2）①Br2（g）+CaO（s）→CaBr2（s）+
          1
          2
          O2（g）△H=-73kJ/mol
          ②3FeBr2（s）+4H2O（g）→Fe3O4（s）+6HBr（g）+H2（g）△H=384kJ/mol
          ③CaBr2（s）+H2O（g）→CaO（s）+2HBr（g）△H=212kJ/mol
          ④Fe3O4+8HBr（g）→Br2（g）+3FeBr2（s）+4H2O（g）△H=-274kJ/mol，
          依據蓋斯定律①+②+③+④得到則H2O（g）?H2（g）+
          1
          2
          O2（g）△H=249KJ/mol，
          故答案為：249；
          （3）依據裝置圖中的電子流向分析，鉑電極做原電池正極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電極反應為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，
          故答案為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
          （4）A．圖象分析可知隨溫度升高，甲烷、二氧化碳、水蒸氣減小，一氧化碳、氫氣增多，所以利用CH4與H2O（g）及CO2轉化為合成氣CO和H2理論上是可行的，故A正確；
          B．依據圖象分析，隨溫度升高，甲烷、二氧化碳、水蒸氣減小，一氧化碳、氫氣增多，升溫平衡正向進行，CH4（g）+CO2（g）→2CO（g）+2H2（g）和CH4（g）+H2O（g）→CO（g）+3H2（g），都是吸熱反應，故B錯誤；
          C．圖象分析可知在900°C時，二氧化碳甲烷反應最徹底，生成一氧化碳和氫氣的量最大，CH4與CO2及H2O（g）轉化為合成氣CO和H2適宜溫度約900℃，故C正確；
          D．圖象中曲線的交點處表示的是物質含量相同，但反應不一定達到平衡，故D錯誤；
          故答案為：AC．
          （5）LiBH4由于具有非常高的儲氫能力，分解時生成氫化鋰和兩種單質，依據元素化合價變化和原子守恒分析可知，生成物中是氫氣和硼單質，依據原子守恒寫出分析方程式為：2LiBH4=2LiH+2B+3H2↑，
          故答案為：2LiBH4=2LiH+2B+3H2↑．
          點評：本題考查了化學平衡常數平衡移動分析判斷，熱化學方程式和蓋斯定律的計算應用，主要是圖象曲線變化特征分析理解，掌握基礎是關鍵，題目難度較大．
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
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				相關習題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中化學
				來源：模擬題
				題型：填空題
			
          

						
          氫能以其潔凈、高效、高熱值、環(huán)境友好等特點成為最有前途的新能源，制氫和儲氫方法很多。 
          (1)直接熱分解法制氫 
          

          ①屬于吸熱反應的是___（選填：A、B、C、D）。
          ②某溫度下，H2O(g)H2(g)+1/2O2(g)，平衡常數K=___（用含K1、K2、K3、K4的式子表示）。
          (2)熱化學循環(huán)制氫 
          已知：
          Br2(g)+CaO(s)=CaBr2(s) +1/2O2(g) △H= -73 kJ/mol 
          3FeBr2(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+6HBr(g)+H2(g) △H=+384 kJ/mol 
          CaBr2(s)+H2O(g)=CaO(s)+2HBr(g) △H=+212 kJ/mol 
          Fe3O4(s) +8HBr(g)=Br2(g)+3FeBr2(s)+4H2O(g) △H= -274 kJ/mol
          則：H2O(g)H2 (g) +1/2O2 ( g) △H=-___kJ/mol。 
          (3)光電化學分解制氫 光電化學分解制氫原理如圖所示。鈦酸鍶光電極的電極反應為
          4OH-+ 4hv-4e-→O2↑+2H2O，則鉑電極的電極反應為___。 
          

          (4)生物質制氫 
          若將生物質氣化爐中出來的氣體[主要有CH4、CO2、H2O(g)、CO及 H2]在1. 01×105 Pa下，通入轉換爐，改變溫度條件，各成分的體積組成關系如圖所示。下列有關圖象的解讀正確的是__。 
          A．利用CH4與H2O(g)及CO2轉化為合成氣CO和H2，理論上是可行的 
          B．CH4(g)+CO2(g)→2CO(g)+2H2(g)和CH4(g) +H2O(g)→ CO(g)+3H2(g)，都是放熱反應 
          C．CH4與CO2及H2O(g)轉化為合成氣CO和H2的適宜溫度約為 900℃ 
          D．圖象中曲線的交點處表示反應達到平衡 
          

          (5) LiBH4由于具有非常高的儲氫能力，分解時生成氫化鋰和兩種單質，試寫出反應的化學方程式______。 
          

			
          

			
          
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