某项目小组为解决新型燃料电池的氢源,开展了柴油自热重整制氢项目研究.他们将柴油模拟成C10H21,并用3个独立反应描述柴油自热重整制氢反应过程:
(i)2C10H21(g)+20H2O(g)═20CO(g)+41H2(g)△H=+500kJ?moL-1
(ii)2C10H2l(g)+10O2(g)═20CO(g)+21H2(g)△H=-200kJ?moL-1
(iii)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=+50kJ?moL-1
请你参与项目小组的研究,并回答下列问题.
(1)热化学研究
①若要使该反应体系中的(i)和(ii)两反应热量达到平衡,反应时加入的柴油、水和氧气的物质的量比为
 

②若起始时,柴油、水和氧气的物质的量比为2:30:5,反应产物只有二氧化碳和氢气,则上述反应的总反应的热化学方程式为
 

(2)热力学研究
一定温度下,反应(iii)的平衡常数为1.若在该温度下,密闭容器中CO、H2O、CO2和H2的起始浓度分别为1mol?L-1、4mol?L-1、3mol?L-1、2mol?L-1,则反应开始时,此反应将向
 
(填“正”或“逆”)反应方向移动,以达到平衡状态.
(3)反应条件的实验研究
①为寻找上述反应的催化剂合适温度,进行了如下研究:将同物质的量比的柴油、水、氧气分别等量通人催化剂中,测得催化剂床层人口温度与反应生成混合气中氢气的体积分数的关系如图1.据此选择该反应较适宜的温度应为
 
,理由是
 

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②实验中,项目小组得到如图2的实验结果,图中氧碳摩尔比是指通人的氧气中氧元素和柴油中碳元素的物质的量比.则此实验的目的是
 

③为比较图3和图4两种反应器的制氢效益,请设计一个实验方案(要求简单叙述实验方法和所需测定的数据).答:
 
能源是人类生存和发展的重要支柱.研究化学反应过程中的能量变化在能源紧缺的今天具有重要的理论意义.已知下列热化学方程式
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-570kJ/mol;
②H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H=-242kJ/mol;
③C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ/moL;
④C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/moL;
⑤CO2(g)+2H2O(g)=2CH4(g)+2O2(g)△H=+890kJ/moL
回答下列问题
(1)H2的燃烧热为
 

(2)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义.有些反应的反应热虽然难直接测定,但可通过间接的方法求得.已知C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)△H=akJ/moL;
则a=
 
;该反应的熵△S
 
0(选填“>”、“=”、“<”);已知自由能△G=△H-T△S,当△G<0时可自发进行.则该反应在什么条件下可自发进行
 

(3)事实证明,能设计成原电池的反应通常是放热反应.
①下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是
 

A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H>0
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H<0
C.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H<0
②以KOH溶液为电解质溶液,依据所选反应设计一个原电池,其正极的电极反应式为
 

(4)有同学利用CuSO4溶液,进行以下实验探究.
①图一是根据反应Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4 设计成的锌铜原电池.
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电解质溶液乙是
 
(填“ZnSO4”或“CuSO4”)溶液;Cu极的电极反应式是
 

②图二中,Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜,则b处通入的是
 
(填“CH4”或“O2”),a处电极上发生的电极反应式是
 
 0  21421  21429  21435  21439  21445  21447  21451  21457  21459  21465  21471  21475  21477  21481  21487  21489  21495  21499  21501  21505  21507  21511  21513  21515  21516  21517  21519  21520  21521  21523  21525  21529  21531  21535  21537  21541  21547  21549  21555  21559  21561  21565  21571  21577  21579  21585  21589  21591  21597  21601  21607  21615  203614 

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