专题六化学反应速率、化学平衡及化学反应与能量的综合应用非选择题1.质子交换膜燃料电池广受关注。(1)质子交换膜燃料电池中作为燃料的H2通常来自水煤气。已知:C(s)+O2(g)CO(g)ΔH1=-110.35kJ·mol-12H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH2=+571.6kJ·mol-1H2O(l)H2O(g)ΔH3=+44.0kJ·mol-1则C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH4=。(2)燃料气(流速为1800mL·h-1;体积分数为50%H2,0.98%CO,1.64%O2,47.38%N2)中的CO会使电极催化剂中毒,使用CuO/CeO2催化剂可使CO优先氧化而脱除。①160℃、CuO/CeO2作催化剂时,CO优先氧化反应的化学方程式为。②灼烧草酸铈[Ce2(C2O4)3]制得CeO2的化学方程式为。③在CuO/CeO2催化剂中加入不同的酸(HIO3或H3PO4),测得燃料气中CO优先氧化的转化率随温度变化如图1所示。加入(填酸的化学式)的CuO/CeO2催化剂催化性能最好。催化剂为CuO/CeO2—HIO3,120℃时,反应1h后CO的体积为mL。(3)图2为甲酸质子交换膜燃料电池的结构示意图。该装置中(填“a”或“b”)为电池的负极,负极的电极反应式为。2.(2014·扬州一模改编)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1=-90.7kJ·mol-1②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2=-23.5kJ·mol-1③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.2kJ·mol-112回答下列问题:(1)则反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=kJ·mol-1。(2)下列措施能提高CH3OCH3产率的有(填字母)。A.使用过量的COB.升高温度C.增大压强(3)反应③能提高CH3OCH3的产率,原因是。(4)合成气在一定条件下可合成燃料电池的另一种重要原料甲醇,反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。现将10molCO与20molH2置于密闭容器中,在催化剂作用下发生反应生成甲醇,CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图1所示。①自反应开始到达平衡状态所需的时间tA(填“大于”、“小于”或“等于”)tB。②A、C两点的平衡常数KA(填“大于”、“小于”或“等于”)KC。(5)图2为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图,a电极的电极反应式为。图1图23.(2014·南通一模改编)在一定条件下,科学家利用从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇,其过程如下图所示,试回答下列问题:(1)该合成路线对于环境保护的价值在于。(2)15%~20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液具有弱碱性,上述合成线路中用作CO2吸收剂。用离子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱碱性的原因:。(3)CH3OH、H2的燃烧热分别为ΔH1=-725.5kJ·mol-1、ΔH2=-285.8kJ·mol-1,写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式:。(4)科学家发明了一种基于右图所示原理的廉价光电化学电池装置,写出光照时半导体电极表面发生的电极反应式:。目前应用最多的半导体材料是Si,甚至有人提出硅是“21世纪的能源”,硅可作为新能源的原因可能是(填字母)。a.在自然界中存在大量的单质硅b.硅可以通过化学方法“再生”c.硅具有较强的亲氧性,燃烧放出的热量多d.硅的化学性质不活泼,便于安全运输、贮存(5)粗硅提纯常见方法之一是先将粗硅与HCl反应制得SiHCl3,经提纯后再用H2还原:SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)。不同温度及不同时,反应物X的平衡转化率关系如右图。①X是(填化学式)。②上述反应的平衡常数K(1150℃)(填“>”、“<”或“=”)K(950℃)。4.(2014·徐州三模改编)加大对煤燃烧产生的废气、废渣的处理已刻不容缓。(1)对燃煤的废气进行脱硝处理时,可利用甲烷催化还原氮氧化物,如:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=akJ·mol-1CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=bkJ·mol-1则反应CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理如下:23(H)(SiHCl)nn2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH图1已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图1所示。该反应的ΔH(填“>”、“<”或“=”)0。若温度不变,减小反应投料比[],则K将(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)燃煤废气中的CO也可以转化为甲醇,其原理如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在压强为0.1MPa条件下,容积为VL的密闭容器中充入amolCO与2amolH2,CO的平...
