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    8．合理地开发和利用资源、能源，节能减排，保护环境，是人类社会可持续发展的基础，氢气是理想的能源之一．
    （1）氢气和氧气生成1mol水蒸气时的能量变化情况如图1所示

    则：H2 （g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）△H=-245kJ•mol-1．
    （2）氢气是理想的清洁燃料的原因主要有：一是其完全燃烧放出的热量是等质量汽油完成燃烧放出热量的3倍多，二是制取它的原料是水、资源不受限制，三是它燃烧产物是水，不会污染环境．
    （3）氢能开发的首要问题是研究如何以水为原料制取氢气．下列有关制取氢气的研究方向可行的是c（填字母）．
    a．组成水的氢、氧都是可燃的，可以研究在水不分解的情况下，使氢气成为燃料
    b．寻找高效的催化剂，使水分解产生氢气，同时释放出热量
    c．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气
    d．寻找更多的化石燃料，利用其燃烧放热，使水分解产生氢气
    （4）燃料电池是一种能量转换效率高、对环境友好的化学电源，图2为一种氢氧燃料电池的结构装置．
    ①电极b为该燃料电池的正极（填“正”或“负”）
    ②电池工作时，溶液中的OH-移向a极（填“a”或“b”）
    ③电池工作时，电子会在外电路中定向移动．请写出电子的移动方向．a→b（填a→b或b→a）

    分析 （1）焓变等于断裂吸收的能量减去成键释放的能量；
    （2）氢气的燃烧产物为水，放热多、来源广；
    （3）水分解吸收热量，研究高效催化剂或开发廉价能源，减少化石能源使用；
    （4）氢氧燃料电池中通氢气的为负极，通氧气的一端为正极，阴离子向负极移动，电子从负极流向正极．

    解答 解：（1）焓变等于断裂吸收的能量减去成键释放的能量，则H2 （g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）△H=436+249-930=-245kJ/mol，
    故答案为：-245；
    （2）氢气的燃烧产物为水，放热多、来源广，则氢气是理想的清洁燃料的第三个优点为燃烧产物是水，
    故答案为：燃烧产物是水；
    （3）a．氧不能燃烧，可助燃，研究在水不分解的情况下，使氢气成为燃料，不可能实现，故a错误；
    b．寻找高效的催化剂，使水分解产生氢气，需要吸收热量，不可能释放能量，故b错误；
    c．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气，如使用太阳能使水分解，故c正确；
    d．寻找更多的化石燃料，利用其燃烧放热，使水分解产生氢气，浪费了化石能源，不符合研究方向，故d错误；
    故答案为：c；
    （4）①电极b上氧气得到电子，发生还原反应，为该燃料电池的正极，故答案为：正；
    ②电池工作时，阴离子向负极移动，溶液中的OH-移向a极，故答案为：a；
    ③电池工作时，电子会在外电路中定向移动，从负极流向正极，则电子的移动方向为a→b，故答案为：a→b．

    点评 本题考查反应热与焓变、原电池、能源等，为高频考点，把握反应中能量变化、原电池的工作原理、能源使用为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意减少化石能源使用开发新能源，题目难度不大．

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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    13．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（　　）
    A．氢氧燃料电池在酸性介质中的正极反应式：O2+4H++4e-═2H2O
    B．用铁棒作阳极、碳棒作阴极电解饱和氯化钠溶液的离子方程式为：2C1-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH-
    C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu一2e-=Cu2+
    D．反应HCl（aq）+NaOH（aq）═NaCl（aq）+H2O（l）△H＜0，在理论上能用于设计原电池

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    14．利用如图装置制取ClO2，并以ClO2为原料制备亚氯酸钠（NaClO2是一种高效氧化剂、漂白剂）．已知：NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2•3H2O，高于38℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．

    完成下列填空：
    （1）装置②中产生ClO2的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+H2O；装置④中发生反应的离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+2H2O+O2↑．
    （2）装置③的作用是防止倒吸；装置①和⑤在本实验中的作用吸收反应产生的气体，防止其污染空气．
    （3）装置④反应后的溶液中还含有少量NaOH杂质，从该溶液获得无水NaClO2晶体的操作步骤为：①减压，55℃左右蒸发结晶；②趁热过滤；③用50℃左右的温水洗涤；④低于60℃干燥，得到成品．步骤③中用50℃左右的温水洗涤的原因是防止生成NaClO2•3H2O晶体和温度过高产品分解．
    （4）亚氯酸钠纯度测定：①准确称取所得亚氯酸钠样品10.0g于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应．将所得混合液配成250mL待测溶液．②取25.00mL待测液，用2.0 mol•L-1Na2S2O3标准液滴定（I2+2S2O32-=2I-+S4O62-），以淀粉溶液做指示剂，达到滴定终点时的现象为当滴入一滴标准液，锥形瓶溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色．重复滴定3次，测得数据如表所示，则该样品中NaClO2的质量分数为90.5%．
    实验序号滴定前读数/mL滴定后读数/mL
    10.0019.96
    23.2623.30
    31.1023.40
    （5）实验过程中若NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl．取等质量NaClO2，其中一份加热高于60℃使之变质，另一份严格保存，均配成溶液，并分别与足量FeSO4溶液反应时，消耗Fe2+的物质的量相同 （填“相同”“不相同”或“无法判断”）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    16．某一反应物在一定条件下的平衡转化率为32.8%，当使用了催化剂时，其转化率为（　　）
    A．大于32.8%B．小于32.8%C．等于32.8%D．约等于32.8%

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    3．硫酸是基础化工的重要产品，硫酸的消费量可作为衡量一个国家工业发展水平的标志．
    生产硫酸的主要反应为：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
    （1）一定温度压强下，SO3的体积分数[ϕ（SO3）]和y与SO2、O2的物质的量之比[$\frac{n（S{O}_{2}）}{n（{O}_{2}）}$]的关系如图1、图2：

    则b点n（SO2）/n（O2）=2：1；y表示的物理量可以是ACD．
    A．SO2的转化率   B．O2的转化率C．SO3的平衡产率D．O2的体积分数
    （2）Kp是以各气体平衡分压（各气体的分压=总压×各气体的体积分数）代替浓度平衡常数Kc中各气体的浓度的平衡常数．在400～650℃时，Kp与温度（T/K）的关系为lgKp=$\frac{4905.5}{T}$-4.6455，则在此条件下SO2转化为SO3反应的△H＜0（填“＞0”或“＜0”）．
    （3）该反应的催化剂为V2O5，其催化活性与温度的关系如图3，其催化反应过程为：
    ①SO2+V2O5?SO3+V2O4 K1         
    ②$\frac{1}{2}$O2+V2O4?V2O5     K2
    则在相同温度下2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）的平衡常数K=（K1×K2）2（以含K1、K2的代数式表示）．
    （4）在7.0% SO2、11% O2、82% N2时，SO2平衡转化率与温度、压强的关系如图4：则460℃、1.0atm下，SO2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）?SO3（g）的Kp=116.5atm1/2．
    （5）综合第（3）、（4）题图给信息，工业生产中通常采用压强和温度范围为a．
    a．高压400～500℃b．常压400～500℃c．高压500～600℃d．常压500～600．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    13．可逆反应A（？）+aB（g）?C（g）+D（g），其中a为正整数．反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量（C%）与温度（T）和压强（p）的关系如图所示．试回答下列问题：
    （1）化学方程式中a=1，反应物A的状态是非气态．
    （2）该反应的焓变值△H＜（填“＞”或“＜”）0，在不改变其他条件的情况下增加B的物质的量，平衡正（填“正”或“逆”）向移动，平衡常数K不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    20．一定温度下，将1mol A和1mol B气体充入2L密闭容器，发生反应A（g）+B（g）?xC（g）+D（s），t1时达到平衡．在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中气体C的浓度随时间变化如图所示．下列说法正确是（　　）
    A．该反应方程式中的x=l
    B．0～t1时，用A表示的反应速率υ（A）=0.50mol/（L•min）
    C．t2和t3时，改变的条件分别是加入催化剂和移去少量物质D
    D．t1～t3间，该反应的平衡常数均为4

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    17．碳及其化合物有广泛的用途．
    （1）反应C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1，达到平衡后，体积不变时，以下有利于提高H2产率的措施是BC．
    A．增加碳的用量　                B．升高温度
    C．用CO吸收剂除去CO　　       D．加入催化剂
    （2）已知，C（s）+CO2（g）?2CO（g）△H=+172.5kJ•mol-1
    则反应 CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）  的△H=-41.2kJ•mol-1．
    （3）在一定温度下，将CO（g）和H2O（g）各0.16mol分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下数据：
    t/min2479
    n（H2O）/mol0.120.110.100.10
    ①其它条件不变，降低温度，达到新平衡前v（逆）＜v（正）（填“＞”、“＜”或“=”）．
    ②其它条件不变，再充入0.1mol CO（g）和0.1mol H2O（g），达到平衡时CO的体积分数不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    18．在某温度下，可逆反应mA+nB?pC+qD的平衡常数为K，下列说法正确的是（　　）
    A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大
    B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大
    C．K随反应物浓度的改变而改变
    D．K随温度和压强的改变而改变

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