制H2原理答案解析

科目：gzhx 来源： 题型：

（2011•四川）开发氢能是实现社会可持续发展的需要．硫铁矿（FeS₂）燃烧产生的SO₂通过下列碘循环工艺过程既能制H₂SO₄，又能制H₂．

请回答下列问题：
（1）已知1g FeS₂完全燃烧放出7.1kJ热量，FeS₂燃烧反应的热化学方程式为

4FeS₂（s）+11O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3408kJ•mol^-1

4FeS₂（s）+11O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=-3408kJ•mol^-1

．
（2）该循环工艺过程的总反应方程式为

SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂

SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂

．
（3）用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是

有利于平衡向右移动，有利于碘和氢气的生成

有利于平衡向右移动，有利于碘和氢气的生成

．
（4）用吸收H₂后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH）表示），NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池．电池充放电时的总反应为：NiO（OH）+MH

放电

充电

Ni（OH）₂+M
①电池放电时，负极的电极反应式为

MH-e^-+OH^-=H₂O+M

MH-e^-+OH^-=H₂O+M

．
②充电完成时，Ni（OH）₂全部转化为NiO（OH）．若继续充电将在一个电极产生O₂，O₂扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为

4MH+O₂+4e^-=2H₂O+4M

4MH+O₂+4e^-=2H₂O+4M

．

科目：gzhx 来源： 题型：阅读理解

通过煤的气化和液化，使碳及其化合物得以广泛应用．
I．工业上先用煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H₂时，存在以下平衡：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）
（1）向1L恒容密闭容器中充人CO和H₂O（g），800℃时测得部分数据如下表．

t/min	0	1	2	3	4
n（H2O）/mol	0.600	0.520	0.450	0.350	0.350
n（CO）/mol	0.400	0.320	0.250	0.150	0.150

则该温度下反应的平衡常数K=

 

．
（2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1mol CO、1mol H₂O（g）、2mol CO₂、2mol H₂，此时υ（正）

 

 υ（逆）（填“＞”“=”或“＜”）．
Ⅱ．已知CO（g）、H₂（g）、CH₃OH（l）的燃烧热分别为283kJ•mol^-1、286kJ•mol^-1、726kJ•mol^-1．
（3）利用CO、H₂合成液态甲醇的热化学方程式为

 

．
（4）依据化学反应原理，分析增加压强对制备甲醇反应的影响

 

．
Ⅲ．为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如图所示：一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-．
（5）以辛烷（C₈H₁₈）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式

 

．
（6）已知一个电子的电量是1.602×10^-19C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1.929×10⁵C的电量时，生成NaOH

 

g．
Ⅳ．煤燃烧产生的CO₂是造成温室效应的主要气体之一．
（7）将CO₂转化成有机物可有效地实现碳循环．如：
a．6CO₂+6H₂O

光照/叶绿素

  C₆H₁₂O₆+6O₂
b．2CO₂+6H₂

催化剂 .

△

C₂H₅OH+3H₂O
c．CO₂+CH₄

催化剂 .

△

CH₃COOH
d．2CO₂+6H₂

催化剂 .

△

CH₂=CH₂+4H₂O
以上反应中，最节能的是

 

，反应b中理论上原子利用率为

 

．

科目：gzhx 来源：2011普通高等学校招生全国统一考试化学卷（四川） 题型：填空题

科目：gzhx 来源：四川 题型：问答题

开发氢能是实现社会可持续发展的需要．硫铁矿（FeS₂）燃烧产生的SO₂通过下列碘循环工艺过程既能制H₂SO₄，又能制H₂．



请回答下列问题：
（1）已知1g FeS₂完全燃烧放出7.1kJ热量，FeS₂燃烧反应的热化学方程式为 ．
（2）该循环工艺过程的总反应方程式为 ．
（3）用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是 ．
（4）用吸收H₂后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH）表示），NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池．电池充放电时的总反应为：NiO（OH）+MH

放电

充电

Ni（OH）₂+M
①电池放电时，负极的电极反应式为 ．
②充电完成时，Ni（OH）₂全部转化为NiO（OH）．若继续充电将在一个电极产生O₂，O₂扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为 ．

科目：gzhx 来源：2011年四川省高考化学试卷（解析版） 题型：解答题

开发氢能是实现社会可持续发展的需要．硫铁矿（FeS₂）燃烧产生的SO₂通过下列碘循环工艺过程既能制H₂SO₄，又能制H₂．

请回答下列问题：
（1）已知1g FeS₂完全燃烧放出7.1kJ热量，FeS₂燃烧反应的热化学方程式为______．
（2）该循环工艺过程的总反应方程式为______．
（3）用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是______．
（4）用吸收H₂后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH）表示），NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池．电池充放电时的总反应为：NiO（OH）+MHNi（OH）₂+M
①电池放电时，负极的电极反应式为______．
②充电完成时，Ni（OH）₂全部转化为NiO（OH）．若继续充电将在一个电极产生O₂，O₂扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为______．

科目：gzhx 来源：模拟题 题型：填空题

氢能以其洁净、高效、高热值、环境友好等特点成为最有前途的新能源，制氢和储氢方法很多。
(1)直接热分解法制氢

①属于吸热反应的是___（选填：A、B、C、D）。
②某温度下，H₂O(g)H₂(g)+1/2O₂(g)，平衡常数K=___（用含K₁、K₂、K₃、K₄的式子表示）。
(2)热化学循环制氢
已知：
Br₂(g)+CaO(s)=CaBr₂(s) +1/2O₂(g) △H= -73 kJ/mol
3FeBr₂(s)+4H₂O(g)=Fe₃O₄(s)+6HBr(g)+H₂(g) △H=+384 kJ/mol
CaBr₂(s)+H₂O(g)=CaO(s)+2HBr(g) △H=+212 kJ/mol
Fe₃O₄(s) +8HBr(g)=Br₂(g)+3FeBr₂(s)+4H₂O(g) △H= -274 kJ/mol
则：H₂O(g)H₂ (g) +1/2O₂ ( g) △H=-___kJ/mol。
(3)光电化学分解制氢 光电化学分解制氢原理如图所示。钛酸锶光电极的电极反应为
4OH^-+ 4hv-4e^-→O₂↑+2H₂O，则铂电极的电极反应为___。

(4)生物质制氢
若将生物质气化炉中出来的气体[主要有CH₄、CO₂、H₂O(g)、CO及 H₂]在1. 01×10⁵ Pa下，通入转换炉，改变温度条件，各成分的体积组成关系如图所示。下列有关图象的解读正确的是__。
A．利用CH₄与H₂O(g)及CO₂转化为合成气CO和H₂，理论上是可行的
B．CH₄(g)+CO₂(g)→2CO(g)+2H₂(g)和CH₄(g) +H₂O(g)→ CO(g)+3H₂(g)，都是放热反应
C．CH₄与CO₂及H₂O(g)转化为合成气CO和H₂的适宜温度约为 900℃
D．图象中曲线的交点处表示反应达到平衡

(5) LiBH₄由于具有非常高的储氢能力，分解时生成氢化锂和两种单质，试写出反应的化学方程式______。

科目：gzhx 来源：四川省高考真题 题型：填空题

开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿（FeS₂）燃烧产生的SO₂通过下列碘循环工艺过程既能制H₂SO₄，又能制H₂。

请回答下列问题：
(1) 已知1 g FeS₂完全燃烧放出7.1 kJ热量，FeS₂燃烧反应的热化学方程式为____________________________________________________。
(2) 该循环工艺过程的总反应方程式为______________________________________。
(3) 用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是___________________________________________________________________________。
(4) 用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH表示），NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为： NiO(OH)+MHNi(OH)₂+M
①电池放电时，负极的电极反应式为_________________________________。
②充电完成时，Ni(OH)₂全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O₂，O₂扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为___________________________________。

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科目：gzhx 来源：2011普通高等学校招生全国统一考试化学卷（四川） 题型：填空题

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工业以NaCl、NH₃、CO₂等为原料先制得NaHCO₃，进而生产出纯碱．有关反应的化学方程式为：NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃；   
NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是

c

c

（填字母标号）．
a．碳酸氢钠难溶于水             b．碳酸氢钠受热易分解
c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
d．碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠
（2）某活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验．
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）．
试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是

饱和碳酸氢钠溶液

饱和碳酸氢钠溶液

，其作用是

除去CO₂中的HCl气体

除去CO₂中的HCl气体

；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是

吸收未反应完的NH₃

吸收未反应完的NH₃

；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO₃ 晶体的操作是

过滤

过滤

（填分离操作的名称），该操作所需要的玻璃仪器有

玻璃棒、漏斗、烧杯

玻璃棒、漏斗、烧杯

．
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
（Ⅰ）实验时，须先从a管通入

氨气

氨气

气体，说明原因

氨气极易溶解于水，能形成较大浓度的溶液，有利于二氧化碳吸收，生成更多的碳酸氢铵

氨气极易溶解于水，能形成较大浓度的溶液，有利于二氧化碳吸收，生成更多的碳酸氢铵

．
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是

增大气体与溶液接触面积，提高CO₂的吸收率

增大气体与溶液接触面积，提高CO₂的吸收率

．
（3）碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应，所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g，则所得固体中碳酸钠的质量分数为

86.3%

86.3%

．
（4）请你再设计出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：

用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应

用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应

．

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[化学一选修/化学与技术]纯碱一直以来都是工业生产的重要原料，很长一段时间纯碱的制法都被欧美国家所垄断．20世纪初我国著名的工业化学家侯德榜先生，经过数年的反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法（又称侯氏制碱法），并在天津建造了我国独立研发的第一家制碱厂．其制碱原理的流程如下：

（1）侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件（举二例说明）

 

、

 

．
（2）合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体，它们分别是：

 

、

 

（填化学式）．这两种气体在使用过程中是否需要考虑添加的顺序

 

（填“是”或“否”），原因是：

 

．
（3）在沉淀池中发生的反应的化学方程式是

 

．
（4）使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了

 

（填上述流程中的编号）的循环．从母液中可以提取的副产品的应用是

 

（举一例）．

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（2011•嘉兴模拟）（Ⅰ）氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一．
（1）以天然气为原料制H₂是合成氨的一条重要的路线．甲烷的部分氧化，其反应式如下：
①CH₄（g）+

1

2

O₂（g）=CO（g）+2H₂（g）△H₁=-35.6kJ•mol^-1
试判断常温下，上述反应能否自发进行

能

能

（填“能”或“否”），有研究认为甲烷部分氧化的机理为：
②CH₄（g）+2O₂（g）=CO ₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-890.3kJ•mol^-1
③CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）△H₃=247.3kJ•mol^-1
试结合反应①，确定下面热化学反应方程式中的△H值
CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=

250.3

250.3

kJ•mol^-1
（2）恒温下，向一个2L的密闭容器中充入1mol N₂和2.6mol H₂，反应过程中对NH₃的浓度进行检测，得到的数据如下表所示：

时间/min	5	10	15	20	25	30
c（NH3）/（mol•L-1）	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

此条件下，该反应达到化学平衡时，氮气的浓度为

0.4mol/L

0.4mol/L

．
（3）希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides用一种特殊的电解方法合成氨．即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入到570℃的电解池中，用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺）为介质，金属钯多晶薄膜做电极，转化率高达78%．其实验装置如右图．阴极的电极反应式

N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃

N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃

．
（4）用标准盐酸标定某氨水的浓度时应该选择下列哪种指示剂最好

A

A

．
A．甲基橙        B．石蕊       C．酚酞
（Ⅱ） pC类似pH，是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值，如溶液中某溶质的浓度为：1×10^-3mol•L^-1，则pC=-lg（1×10^-3）=3．某温度下，H₂CO₃溶液的pC-pH关系如图．

请回答下列问题：
（1）pH=2～4时，H₂CO₃溶液中主要存在的离子为

H⁺、HCO₃^-

H⁺、HCO₃^-

；
（2）求此温度下H₂CO₃⇌H⁺+HCO₃^-的电离平衡常数

10^-6mol/L

10^-6mol/L

；
（3）能够抵抗外来少量酸碱的影响、保持自身 pH变化不大的溶液，称之为缓冲溶液．如浓度均为0.1mol•L^-1的NaHCO₃和Na₂CO₃混合溶液就是一种缓冲溶液，加入少量酸或碱，由于平衡HCO₃^-⇌H⁺+CO₃^2-移动，溶液中H⁺浓度变化不大．根据上述信息，确定氨水和氯化铵的混和溶液能不能形成缓冲溶液

能

能

．

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