Question

【題目】氫能是發展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環節。回答下列問題：

(1)與汽油相比，氫氣是一種更優良的燃料，但是氫氣直接燃燒的能量轉換率遠低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應式：______。

(2)利用太陽能直接分解水制氫，是最具吸引力的制氫途徑，其能量轉化形式為______，熱化學方程式如反應①所示，此外反應②③也可以獲取。

①太陽光催化分解水制氫：

②焦炭與水反應制氫：

③甲烷與水反應制氫：

則反應的______。

(3)在恒溫恒容的密閉容器中，某儲氫反應：達到化學平衡。下列有關敘述正確的是______。

若向答器內再加入少量，則轉化率增大

使用催化劑可以加快反應速率，提高生產效率

吸收只需

容器內氣體壓強保持不變

(4)氫氣可與氧氣直接化合制備過氧化氫，是一種具有環保意義的直接、簡便和經濟的合成過氧化氫的方法；其工藝特點主要采用水作反應介質，活性炭為載體的催化劑，還有適當的助劑。合成時在反應物中加入稀釋劑。如、或Ar，請說出需要加入稀釋劑的原因______；另外在此法合成過氧化氫的過程中容易發生一些副反應導致產率的降低，請寫出一個副反應的化學方程式______。

(5)長征五號系列運載火箭，又稱：“大火箭”、“冰箭”，是我國研制的一次性大型低溫液體運載火箭，火箭使用了以液氫為燃燒劑，被氧為氧化劑的高能推進劑。已知：

①

②

③有關過程如圖：

請寫出火箭液氫燃燒的熱化學方程式：______。

Answer 1

【答案】 光能轉化為化學能 bd 調整和的比例，防止混合氣體受熱爆炸 或

【解析】

(1)堿性氫氧燃料電池的負極反應式為氫氣失去電子生成水，堿性氫氧燃料電池的負極反應式為；

(2)已知：

②C(s)+H2O(g)＝CO(g)+H2(g)△H2＝+131.3kJ/mol

③CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g)△H3＝+206.1kJ/mol

結合蓋斯定律計算③-②得到反應CH4(g)＝C(s)+2H2(g)△H＝+74.8 kJ/mol；

(3)MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)△H＜0，該反應屬于氣體的物質的量發生變化的反應，則

a．若向答器內再加入少量MHx(s)為固體，不影響化學平衡，H2轉化率不變，故a錯誤；

b．使用催化劑可以加快反應速率，縮短達到平衡所需時間，提高生產效率，故b正確；

c．該反應為可逆反應，不能完全轉化，吸收ymolH2需大于1molMHx，故c錯誤；

d．平衡時氣體的物質的量不變，容器內氣體壓強保持不變，故d正確；

故答案為bd；

(4)氫氣可與氧氣直接化合制備過氧化氫，合成時在反應物中加入稀釋劑。如N2、CO2或Ar，需要加入稀釋劑的原因是：調整H2和O2的比例，防止混合氣體受熱爆炸，在此法合成過氧化氫的過程中容易發生一些副反應導致產率的降低，如氫氣和氧氣反應生成水，過氧化氫分解等，化學方程式為：或；

(5)由圖象分析，2H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H1＝-483.6kJmol1①

H2(g)＝H2(l)△H2＝-0.92kJmol1②

O2(g)＝O2(l)△H3＝-6.84kJmol1③

根據蓋斯定律：將①-②×2-③可得2H2(l)+O2(l)=2H2O(g)△H＝-474.92kJmol1。