(14分)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:

(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃
400
500
830
平衡常数K
10
9
1
从上表可以推断:此反应是       (填“吸”或“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入1mo1CO和2mo1H2O,则达到平衡后CO的转化率为          
(2)在500℃,以下表的物质的量(按照CO、H2O、H2、CO2的顺序)投入恒容密闭容器中进行上述第II步反应,达到平衡后下列关系正确的是
实验编号
反应物投入量
平衡时H2浓度
吸收或放出的热量
反应物转化率
A
1、1、0、0
c1
Q1
α1[来源:]
B
0、0、2、2
c2
Q2
α2
 
C
2、2、0、0
c3
Q3
α3
A.2c1= c2 =c3     B.2Q1=Q2=Q3      C.α12 3        D.α12 ="1"
(3)在一个绝热等容容器中,不能判断此流程的第II步反应达到平衡的是        
①体系的压强不再发生变化                           ②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变             ④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化                           ⑥v(CO2)v(H2O)
(4)下图表示此流程的第II步反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是                                   
(写出两种)。若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍,在图中t4和t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线,并标明物质(假设各物质状态均保持不变)。
(14分)运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。
(1)科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。据报道,在光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3和另一种单质。在使用催化剂b和不使用催化剂a时,该反应过程和能量的变化关系如图所示。

①写出该反应的化学方程式                                       
②a和b相比,二者的平衡常数关系是Ka   Kb(填“>”、“=”或“<”)
③升高温度,平衡时NH3的含量                     (填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)在0.5L的密闭容器中,一定量的N2和H2发生反应:N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) ΔH <0。400℃时,K= 0.5,某一时刻测得N2、H2和NH3三种物质物质的量分别为2mol、1mol和3mol,则该反应的v(N2)    v(N2)(填 “>” 、“="”" 或 “<”)
(3)NH3的催化氧化反应是工业制HNO3的关键步骤,测得某温度下固定容积的容器中的数据为:
     浓度mol.L-1
时间
c(NH3)
c(O2)
c(NO)
0min
1.000
1.600
0.000
2min
0.600
a
0.400
4min
0.500
0.975
0.500
6min
0.500
0.975
0.500
8min
0.700
1.225
0.750
①则2 ~4min内,v(O2) =                       。
②在第8min时改变条件,你认为改变的条件可能是                         
(4)常温下,向0.001 mol·L-1的AlCl3溶液中通入NH3直至过量,现象       ,当PH =        时,开始生成沉淀(已知:Ksp[Al(OH)3]= 1.0×10-33)。
(16分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上合成甲醇的反应原理为:CO(g) + 2H2(g)   CH3OH(g)  ΔH
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

①根据表中数据可判断ΔH      0 (填“>”、“=”或“<”)。     
②在300℃时,将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为1L的密闭容器中,此时反应将               
A.向正方向移动B.向逆方向移动C.处于平衡状态D.无法判断
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l)   ΔH=-1451.6 kJ·mol-1
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)  ΔH=-566.0 kJ·mol-1
写出该条件下甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
                                                       
(3)以甲醇、氧气为原料,KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,则负极的电极反应式为                   ,(3分)随着反应的不断进行溶液的pH        (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)如果以该燃料电池为电源,石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极的电极反应式为                             一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12(25℃下测定),则理论上消耗氧气的体积为       mL(3分)(标况下)。
(16分)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性液体,与氧气或氮氧化物反应均可生成氮气和水。氢气是一种清洁能源,液氢和肼均可用作火箭燃料。
Ⅰ氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知:(g)+ (g)=(g)+(g)     = +
(g)+ (g)=(g)+(g)= +
(1)氢气作为新能源的优点                             。(答2点)
(2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。(g)与(g)反应生成(g)和(g)的热化学方程式为                           
(3)HO的热分解也可得到H,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是               、             

Ⅱ(4)肼一空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%—30%的KOH溶液。该电池放电时,负极的电极反应式是                                          
(5)下图是一个电化学装置示意图。用肼一空气燃料电池做此装置的电源。

①如果A是铂电极,B是石墨电极,C是硫酸—硫酸铵,阴极的电极反应式是                                       
②利用该装置可制得少量过氧化氢:在阳极上SO42—被氧化成S2O82—(过二硫酸根离子),S2O82—与H2O反应生成H2O2,S2O82—+2H2O=2SO42—+H2O2+2H+。若要制取2molH2O2,该燃料电池理论上需消耗        molN2H4
(6)由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。

①装置丙中溶液的P H                    。(填“变大”“变小”或“不变”)
②四种金属活泼性由弱到强的顺序是                
 0  106440  106448  106454  106458  106464  106466  106470  106476  106478  106484  106490  106494  106496  106500  106506  106508  106514  106518  106520  106524  106526  106530  106532  106534  106535  106536  106538  106539  106540  106542  106544  106548  106550  106554  106556  106560  106566  106568  106574  106578  106580  106584  106590  106596  106598  106604  106608  106610  106616  106620  106626  106634  203614 

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