题目内容

氢能是理想的清洁能源。下列制氢的方法中，最节能的是
A．电解水制氢：2H2O电解2H2↑＋O2↑
B．高温使水分解制氢：2H2O高温2H2↑＋O2↑
C．太阳光催化分解水制氢：2H2O2H2↑＋O2↑
D．天然气制氢：CH4＋H2O高温CO＋3H2
C

试题分析：A需要消耗电能，B和D需要高温，都消耗较多的能量；故选C。
练习册系列答案
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下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25℃，101 kPa)：
①C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)      ΔH＝－2 878 kJ·mol－1
②C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)     ΔH＝－2 658 kJ·mol－1
③C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l)       ΔH＝－1 746 kJ·mol－1
④C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g)      ΔH＝－1 526 kJ·mol－1
由此判断，正丁烷的燃烧热是 (　　)
A．ΔH＝－2 878 kJ·mol－1B．ΔH＝－2 658 kJ·mol－1
C．ΔH＝－1 746 kJ·mol－1D．ΔH＝－1 526 kJ·mol－1
下列四个图像的有关描述错误的是  (    )

注：ΔE：表示能量，p表示压强；t表示时间，V表示体积，％表示B的体积百分含量。
A．图1表示化学反应2S02(g)+O2(g) 2S03(g)的能量变化，该反应的ΔH=A一BkJ/mol
B．图2表示其他条件不变时，反应2A(g)+B(g) c(g) +D(g)在不同压强下随时间的变化
C．图3表示体积和浓度均相同的HCl和CH3COOH两种溶液中，分别加入足量的锌，产生H2的体积随时间的变化，则a表示CH3COOH溶液
D．图4表示100 ml O．1 mol·L—Na2C03和NaHC03两种溶液中，分别逐滴滴加O．1 mol·L-HCl，产生CO2的体积随盐酸体积的变化，则b表示NaHCO3溶液
(14 分) 一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。
⑴高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法，相关反应的热化学方程式如下：
4CO(g)＋Fe3O4(s)＝4CO2(g)＋3Fe(s)   △H="a" kJ·mol－1
CO(g)＋3Fe2O3(s)＝CO2(g)＋2Fe3O4(s)   △H="b" kJ·mol－1
反应3CO(g)＋Fe2O3(s)＝3CO2(g)＋2Fe(s)的△H=     kJ·mol－1(用含a、b 的代数式表示)。
⑵电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步：2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g)  △H>0
第二步：HCOOCH3(g)CH3OH(g) +CO(g)    △H>0
①第一步反应的机理可以用下图表示：

图中中间产物X的结构简式为     。
②在工业生产中，为提高CO的产率，可采取的合理措施有     。
⑶为进行相关研究，用CO还原高铝铁矿石，反应后固体物质的X—射线衍射谱图如图所示（X—射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐，该反应的离子方程式为     。

⑷某催化剂样品（含Ni2O340%，其余为SiO2）通过还原、提纯两步获得镍单质：首先用CO将33.2 g样品在加热条件下还原为粗镍；然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)4（沸点43 ℃），并在180 ℃时使Ni(CO)4重新分解产生镍单质。
上述两步中消耗CO的物质的量之比为     。
⑸为安全起见，工业生产中需对空气中的CO进行监测。
①粉红色的PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO。若空气中含CO，则溶液中会产生黑色的Pd沉淀。每生成5.3gPd沉淀，反应转移电子数为     。
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量，其结构如图所示。这种传感器利用原电池原理，则该电池的负极反应式为     。
关于下列图示的说法正确的是

A．图①表示石墨转变为金刚石是吸热反应
B．图②所示实验可比较非金属性强弱：氯﹥碳﹥硅
C．图③吸收NH3并防倒吸
D．图④两装置中金属电极a、b都有气体产生，可判断金属活动性：a﹤b
某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．反应过程a有催化剂参与
B．该反应为放热反应，热效应等于ΔH
C．改变催化剂，可改变该反应的活化能
D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E1+E2
已知在250C、1.013×105Pa下，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量，请回答下列问题（H2O相对分子质量为18）：
（1）若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量 _  __570 kJ（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）现有250C、1.013×105Pa下的H2和CH4的混合气体0.5mol，完全燃烧生成一定质量的CO2气体和10.8gH2O（l），放出203kJ的热量，则1molCH4 完全燃烧生成CO2气体和H2O（l）的热化学方程式为                               。
（3）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如图所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成。

该电池的正极为：______（填A或B）。电极反应式为 ________    ____ 。
（4）若将上述装置中通入H2的改成CH4气体，也可以组成一个原电池装置，电池的总反应为：CH4+2O2+2KOH = K2CO3+3H2O ，则该电池的负极反应式为：______ _                _ 。
（14分）二甲醚（CH3OCH3）和甲醇（CH3OH）都是高效清洁能源。工业上利用煤的气化产物（水煤气）合成甲醇和二甲醚。回答下列问题：
（1）制备二甲醚最后一步反应由Al2O3催化甲醇脱水合成，反应方程式为                      。
（2）已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g)  △H= —90.1kJ·mol-1 CO(g)的燃烧热是282.8 kJ·mol-1；H2的燃烧热是285.8 kJ·mol-1写出表示CH3OH (g) 燃烧热的热化学反应方程式                                。
（3）二甲醚直接燃料电池比甲醇直接燃料电池更高效，等质量的二甲醚和甲醇完全放电转移电子的物质的量之比是          。用二甲醚直接燃料电池电解足量饱和食盐水，当消耗9.2g二甲醚时理论上阴极产生的气体的体积为        L。（标况下）
（4）在合成中伴有水煤气交换反应：CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)，等物质的量的CO(g)和H2O(g)加入密闭容器中反应，平衡时测得结果如下表。
温度
260℃
     280℃
295℃
   310℃
CO转化率
    89%
     80%
    75%
    60%
①请解释CO转化率随温度变化的关系                                        。
②列式计算280℃时平衡常数                          。
③若平衡体系中，测得H2的压强占总压的30%，要使体系中CO转化率达到70%，应该使温度             （填“升高”、“降低”、“不变”）
铁锈的主要成分为Fe2O3· xH2O，已知298K时，由单质生成Fe2O3的ΔH＝－824 kJ/mol且ΔH－T？S＝－742.4 kJ/mol。计算说明在－150℃的空气中铁是否发生锈蚀？

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