Question

“氫能”將是未來最理想的新能源．
Ⅰ．在25℃，101KPa條件下，1g氫氣完全燃燒生成液態水時放出142.9kJ熱量，則表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為

 

Ⅱ．氫氣通常用生產水煤氣的方法制得．其中CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0在850℃時，平衡常數K=1．
（1）若升高溫度至950℃，達到新平衡狀態時K

 

（填“＞”、“＜”或“=”）1．
（2）850℃時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0mol CO、3.0mol H₂O、1.0mol CO₂和x mol H₂，則：
①當x=5.0時，上述平衡向

 

（填“正反應”或“逆反應”）方向進行
②若要使上述反應開始時向正反應方向進行，則x應滿足的條件是

 

③若設x=5.0mol和x=6.0mol，其他物質的投料不變，當上述反應達到平衡后，測得H₂的體積分數分別為a%、b%，則a

 

b（填“＞”、“＜”或“=”）．
Ⅲ．海水淡化獲得淡水的過程也可以產生氫氣．如圖是利用電滲析法處理海水獲得淡水的原理圖，已知海水中含Na⁺、Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等離子，電極為惰性電極．請分析下列問題：
（1）陽離子交換膜是指

 

 （填A或B）．
（2）寫出通電后陽極的電極反應式：

 

在陰極區觀察到的現象是：

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學平衡常數的含義,化學平衡的影響因素,電解原理

專題：基本概念與基本理論

分析：Ⅰ、1g氫氣完全燃燒生成液態水時放出142.9kJ熱量，2g氫氣燃燒生成液態水放熱285.8KJ，燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物放出的熱量，結合熱化學方程式書寫；
Ⅱ．（1）升高溫度，平衡向吸熱方向移動，該反應為放熱反應，即向逆反應方向移動；
（2）反應在同一容器內進行，體積相同，方程式中各物質的化學計量數都是1，所以在以下計算中均可用物質的量數值代替濃度數值．
①求出此時的濃度商Q_c，與平衡常數相比，判斷平衡移動方向；
②用x表示出濃度商Q_c，平衡向正反應方向移動，濃度商小于平衡常數；
③增大一種生產物（氫氣）的體積分數，平衡向逆反應方向移動，平衡移動的結果是降低這種增大的幅度，故平衡后氫氣的體積分數還是大于原來的；
Ⅲ、①陰離子交換膜只允許陰離子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過；
②根據陽極是氯離子放電，陰極區是氫離子得到電子生成氫氣，氫氧根離子濃度增大．

解答： 解：Ⅰ、1g氫氣完全燃燒生成液態水時放出142.9kJ熱量，2g氫氣燃燒生成液態水放熱285.8KJ，則氫氣燃燒熱的熱化學方程式為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
故答案為：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
Ⅱ．（1）升高溫度，平衡向吸熱方向移動，該反應為放熱反應，即向逆反應方向移動，平衡常數K減小，小于1，；
故答案為：＜；
（2）①此時的濃度商Q_c=

5×1

1×3

=1.67，大于平衡常數1，故平衡向逆反應方向移動，故答案為：逆反應；
②平衡向正反應方向移動，濃度商小于平衡常數，即

1×x

1×3

＜1，解得0≤x＜3，故答案為：0≤x＜3；
③增大一種生產物（氫氣）的體積分數，平衡向逆反應方向移動，平衡移動的結果是降低這種增大的幅度，故平衡后氫氣的體積分數還是大于原來的；
故答案為：＜；
Ⅲ①陰離子交換膜只允許陰離子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過，隔膜B和陰極相連，陰極是陽離子放電，所以隔膜B是陽離子交換膜，
故答案為：B；
②根據陽極是氯離子放電：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，陰極區是氫離子得到電子生成氫氣，氫氧根離子濃度增大，和鈣離子，鎂離子形成沉淀，
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，出現白色沉淀；

點評：本題考查了化學平衡常數計算分析判斷，電解原理分析應用，注意化學平衡常數只與溫度有關，與反應物濃度、是否使用催化劑無關，溫度不變，化學平衡常數不變，注重知識的遷移應用，題目難度中等．