Question

【題目】氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應(yīng)用三個環(huán)節(jié)。回答下列問題：

(1)與汽油相比，氫氣是一種更優(yōu)良的燃料，但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：______。

(2)利用太陽能直接分解水制氫，是最具吸引力的制氫途徑，其能量轉(zhuǎn)化形式為______，熱化學(xué)方程式如反應(yīng)①所示，此外反應(yīng)②③也可以獲取。

①太陽光催化分解水制氫：

②焦炭與水反應(yīng)制氫：

③甲烷與水反應(yīng)制氫：

則反應(yīng)的______。

(3)在恒溫恒容的密閉容器中，某儲氫反應(yīng)：達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是______。

若向答器內(nèi)再加入少量，則轉(zhuǎn)化率增大

使用催化劑可以加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率

吸收只需

容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變

(4)氫氣可與氧氣直接化合制備過氧化氫，是一種具有環(huán)保意義的直接、簡便和經(jīng)濟(jì)的合成過氧化氫的方法；其工藝特點(diǎn)主要采用水作反應(yīng)介質(zhì)，活性炭為載體的催化劑，還有適當(dāng)?shù)闹鷦�。合成時在反應(yīng)物中加入稀釋劑。如、或Ar，請說出需要加入稀釋劑的原因______；另外在此法合成過氧化氫的過程中容易發(fā)生一些副反應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)率的降低，請寫出一個副反應(yīng)的化學(xué)方程式______。

(5)長征五號系列運(yùn)載火箭，又稱：“大火箭”、“冰箭”，是我國研制的一次性大型低溫液體運(yùn)載火箭，火箭使用了以液氫為燃燒劑，被氧為氧化劑的高能推進(jìn)劑。已知：

①

②

③有關(guān)過程如圖：

請寫出火箭液氫燃燒的熱化學(xué)方程式：______。

Answer 1

【答案】 光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 bd 調(diào)整和的比例，防止混合氣體受熱爆炸 或

【解析】

(1)堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為氫氣失去電子生成水，堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為；

(2)已知：

②C(s)+H2O(g)＝CO(g)+H2(g)△H2＝+131.3kJ/mol

③CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g)△H3＝+206.1kJ/mol

結(jié)合蓋斯定律計算③-②得到反應(yīng)CH4(g)＝C(s)+2H2(g)△H＝+74.8 kJ/mol；

(3)MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)△H＜0，該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化的反應(yīng)，則

a．若向答器內(nèi)再加入少量MHx(s)為固體，不影響化學(xué)平衡，H2轉(zhuǎn)化率不變，故a錯誤；

b．使用催化劑可以加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡所需時間，提高生產(chǎn)效率，故b正確；

c．該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能完全轉(zhuǎn)化，吸收ymolH2需大于1molMHx，故c錯誤；

d．平衡時氣體的物質(zhì)的量不變，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變，故d正確；

故答案為bd；

(4)氫氣可與氧氣直接化合制備過氧化氫，合成時在反應(yīng)物中加入稀釋劑。如N2、CO2或Ar，需要加入稀釋劑的原因是：調(diào)整H2和O2的比例，防止混合氣體受熱爆炸，在此法合成過氧化氫的過程中容易發(fā)生一些副反應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)率的降低，如氫氣和氧氣反應(yīng)生成水，過氧化氫分解等，化學(xué)方程式為：或；

(5)由圖象分析，2H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H1＝-483.6kJmol1①

H2(g)＝H2(l)△H2＝-0.92kJmol1②

O2(g)＝O2(l)△H3＝-6.84kJmol1③

根據(jù)蓋斯定律：將①-②×2-③可得2H2(l)+O2(l)=2H2O(g)△H＝-474.92kJmol1。