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    氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
    （1）氢气燃烧热值高．实验测得，在常温常压下，1g H2完全燃烧生成液态水，放出142.9kJ热量．则H2燃烧的热化学方程式为
    H2（g）+
    1
    2
    O2（g）=H2O（1）△H=-285.8kJ/mol
    H2（g）+
    1
    2
    O2（g）=H2O（1）△H=-285.8kJ/mol
    ．
    （2）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现氢氧燃料电池进行图1所示实验：
    ①氢氧燃料电池中，正极的电极反应式为
    O2+2H20+4e-=4OH-
    O2+2H20+4e-=4OH-
    ；
    ②右图装置中，某一铜电极的质量减轻3.2g，则a极上消耗的O2在标准状况下的体积为
    0.56
    0.56
    L．
    （3）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化方程式如下：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ/mol
    ①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如图2所示．图2中t1时引起平衡移动的条件可能是
    增大压强
    增大压强
    ，其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是
    t2-t3
    t2-t3
    ，若t0-t1，t1-t3，t3-t5这三段平衡常数分别用K1，K2，K3表示，那么K1，K2，K3的大小关系是
    K1=K2＞K3
    K1=K2＞K3
    ．
    ②若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡
    向左
    向左
    移动（填“向左”、“向右”或“不”）；使用催化剂反应的△H
    不改变
    不改变
    （填“增大”、“减小”或“不改变”）．
    温度为T℃时，将2a mol H2和 a mol N2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%．则反应的平衡常数为
    4
    a2
    （mol/L）-2
    4
    a2
    （mol/L）-2
    ．
    分析：（1）根据热化学反应方程式的书写规则书写，注意不要漏写各物质的状态；
    （2）①氢氧燃料电池正极发生还原反应；
    ②氢氧燃料电池是原电池，硫酸铜溶液铜电极电解；依据电子守恒计算；
    （3）①根据图象分析影响平衡的因素，平衡常数随温度而变化；
    ②依据影响平衡的因素分析判断平衡移动，计算出平衡时各物质的；浓度，根据平衡常数表达式计算化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比．
    解答：解：（1）1g氢气的物质的量是0.5mol，燃烧0.5mol氢气放出142.9kJ热量，所以燃烧1mol氢气放出285.8kJ热量，所以氢气的燃烧热化学反应方程式为：H2（g）+
    1
    2
    O2（g）=H2O（1）△H=-285.8kJ/mol，故答案为：H2（g）+
    1
    2
    O2（g）=H2O（1）△H=-285.8kJ/mol；
    （2）①氢氧燃料电池正极上氧气的电子发生还原反应生成OH-，电极反应式为：O2+2H20+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H20+4e-=4OH-；
    ②某一铜电极的质量减轻3.2g物质的量为0.05mol，电极反应为阳极发生氧化反应，Cu-2e-=Cu2+；则a极上是原电池的正极反应为：O2+2H20+4e-=4OH-，依据电子守恒得到：O2～2Cu，消耗的O2物质的量为0.025mol，在标准状况下的体积=0.025mol×22.4L/mol=0.56L，故答案为：O2+2H20+4e-=4OH-；0.56；
    （3）N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ/mol；反应是放热反应，反应前后气体体积减小，
    ①依据反应速率与时间的关系图象分析，t1时正逆反应速率都增大，平衡正向移动，引起平衡移动的条件可能是增大压强；表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2-t3；若t0-t1，t1-t3，t3-t5这三段平衡常数分别用K1，K2，K3表示，平衡常数随温度变化，升高温度平衡左移，平衡常数减小，那么K1，K2，K3的大小关系是：K1=K2＞K3
    ②若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，为保持恒压，体积增大，平衡向逆向进行；催化剂改变反应速率，不改变化学平衡，反应焓变不变；
    温度为T℃时，将2a mol H2和 a mol N2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%．则反应的平衡常数可以列出三段式计算平衡浓度，依据平衡常数概念计算：
         N2（g）+3H2（g）?2NH2（g）
    开始  2amol/L  4amol/L  0
    反应  amol/L   3amol/L  2amol/L
    平衡  amol/L   amol/L   2amol/L
    所以化学平衡常数K=
    (2amol/L)2
    (amol/L)?(amol/L)3
    =
    4
    a2
    （mol/L）-2；
    故答案为：
    4
    a2
    （mol/L）-2．
    点评：本题考查了燃料电池的原理应用，热化学反应方程式的书写、影响化学反应速率的因素，图象分析，化学平衡三段式计算等知识点，易错题是（1）题，注意写热化学反应方程式要注明各物质的状态，燃烧热的热化学反应方程式中燃料的计量数为1，然后根据原子守恒配平其它各物质即可．
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：

    氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
    （1）氢气燃烧热值高．实验测得常温常压下，1g H2完全燃烧生成液态水，放出142.9kJ热量，则表示H2的标准燃烧热的热化学方程式为：
    H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）；△H=-285.8kJ/mol
    H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）；△H=-285.8kJ/mol
    ．
    （2）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．用氢氧燃料电池进行下图所示实验（其中下图中电极均为惰性电极）：该氢氧燃料电池中，b极的电极反应式为
    H2+2e-+2OH-=2H2O
    H2+2e-+2OH-=2H2O
    ；d极的电极反应式为
    4OH--4e-=O2+2H2O
    4OH--4e-=O2+2H2O
    ；若标准状况下氧气消耗为5.6L，则导线中转移的电子的物质的量为
    1mol
    1mol
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用．氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
    Ⅰ（1）在298K、101kPa时，2g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量．则表示氢气燃烧热的热化学方程式为：
    H2（g）+
    1
    2
    O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJ/mol
    H2（g）+
    1
    2
    O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJ/mol
    ．
    氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行下图饱和食盐水电解实验（图中所用电极均为惰性电极）．分析该装置、回答下列问题：
    （2）氢氧燃料电池中，a电极为电池的是
    负极
    负极
    （填“正极”或“负极”），气体M的分子式
    H2
    H2
    ，a电极上发生的电极反应式为：
    H2+OH--2e-=2H2O
    H2+OH--2e-=2H2O
    ．
    （3）若右上图装置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液，电解一段时间后须加入10.0mol/L盐酸溶液50mL（密度为1.02g/mL）才能使溶液恢复至原来状态．则在此电解过程中导线上转移的电子数为
    4.14
    4.14
    mol．（保留小数点后2位）
    Ⅱ氢气是合成氨的重要原料．工业上合成氨的反应是：
    N2（g）+3H2（g）?2NH3 （g）△H=-92.2kJ?mol-1
    （4）下列事实中，不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是
    ③④
    ③④
    ．
    ①N2、H2、NH3的体积分数不再改变；
    ②单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2；
    ③单位时间内生成3n mol N-H键的同时生成n mol N≡N；
    ④用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2；
    ⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变；
    ⑥混合气体的总物质的量不再改变．
    （5）已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中反应，测得如下数据：
    物质的量/（mol）/时间（h） 0 1 2 3 4
    N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
    H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
    NH3 0.00 0.20 n2 1.00 1.00
    根据表中数据计算：
    ①反应进行到2小时时放出的热量为
    27.7
    27.7
    kJ．
    ②0～1小时内N2的平均反应速率
    0.05
    0.05
    mol?L-1?h-1．
    ③此条件下该反应的化学平衡常数K═
    0.15
    0.15
    （保留两位小数）．
    ④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2 和NH3各1mol，化学平衡向
    正反应
    正反应
    方向移动（填“正反应”或“逆反应”或“不移动”．）

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．

    （1）氢气燃烧热值高．实验测得，在常温常压下，1g H2完全燃烧生成液态水，放出142.9kJ热量．则H2燃烧的热化学方程式为
    H2（g）+
    1
    2
    O2（g）=H2O（1）△H=-285.8kJ/mol
    H2（g）+
    1
    2
    O2（g）=H2O（1）△H=-285.8kJ/mol
    ．
    （2）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行如图1所示实验：
    ①氢氧燃料电池中，正极的电极反应式为
    O2+2H20+4e-=4OH-
    O2+2H20+4e-=4OH-
    ．
    ②如图1装置中，某一铜电极的质量减轻3.2g，则a极上消耗的O2在标准状况下的体积为
    0.56
    0.56
    L．
    （3）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol．
    ①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如图2所示．图中t1时引起平衡移动的条件可能是
    增大压强
    增大压强
    ．其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是
    t2-t3
    t2-t3
    ．
    ②温度为T℃时，将2a mol H2和a mol N2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%．则反应的平衡常数为
    4
    a2
    4
    a2
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用．氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
    I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行如图实验（图中所用电极均为惰性电极）：
    （1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是
    CD
    CD

    A．a电极是负极，OH-移向负极
    B．b电极的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
    C．电池总反应式为：2H2+O2
     点燃 
    .
     
    2H2O
    D．电解质溶液的pH保持不变
    E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
    （2）上图装置中盛有100mL、0.1mol?L-1AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH=
    1
    1
      （溶液体积变化忽略不计）
    II氢气是合成氨的重要原料．工业上合成氨的反应是：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.20kJ?mol-1．
    （1）下列事实中，不能说明上述可逆反应已达到平衡的是
    ②③
    ②③
    （填序号）
    ①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
    ②单位时间内生成n mol N-H的同时生成n mol N≡N
    ③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2
    ④N2、H2、NH3的体积分数不再改变
    ⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
    ⑥混合气体的总物质的量不再改变
    （2）已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行，测得如下数据：

    时间（h）
    物质的量（mol）    		 0 1 2 3 4
    N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
    H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
    NH3 0 0.20 N2 1.00 1.00
    根据表中数据计算：
    ①反应进行到2小时时放出的热量为
    27.66kJ
    27.66kJ

    ②此条件下该反应的化学平衡常数K=
    4
    27
    4
    27
    （保留两位小数）
    ③反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol，化学平衡将向
    正反应
    正反应
      方向移动（填“正反应”或“逆反应”、“不移动”）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
    （1）氢气燃烧热值高．实验测得，在常温常压下，1g H2完全燃烧生成液态水，放出142.9kJ热量．则H2燃烧的热化学方程式为
    H2（g）+
    1
    2
    O2（g）=H2O（1）△H=-285.8kJ/mol
    H2（g）+
    1
    2
    O2（g）=H2O（1）△H=-285.8kJ/mol
    ．
    （2）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化方程式如下：
    N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ/mol
    ①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如图所示．
     
    图中t1时引起平衡移动的条件可能是
    增大压强
    增大压强
    其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是
    t2-t3
    t2-t3

    ②温度为T℃时，将2a mol H2和a mol N2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%．则反应的平衡常数为
    4
    a2
    （L/mol）2
    4
    a2
    （L/mol）2
    ．

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