氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料。以生物材質(zhì) (以C 計)與水蒸氣反應制取H2是種低耗能,高效率的制H2方法。該方法由氣化爐制造H2和燃燒爐再生CaO兩步構(gòu)成。氣化爐中涉及到的反應為:
I C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g) K1;
II CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) K2;
III CaO(s}+CO2(g}?CaCO3(s) K3;
燃燒爐中涉及到的反應為:
IV C(s)+O2(g)═CO2
V CaCO3(s)═CaO(s)+CO2(g)
(1)該工藝制H2總反應可表示為C(s)+2H2O(g)+CaO(s)?CaCO3(s)+2H2(g),其反應的平衡常數(shù)K=
K1?K2?K3
K1?K2?K3
(用K1、K2、K3的代數(shù)式表示)。在2L的密閉容器中加入一定量的C(s)、H2O(g)和CaO(s)。下列能說明反應達到平衡的是BC
BC
。
A.容器內(nèi)壓強不再變化 B.H2與H2O(g)的物質(zhì)的量之比不再變化
C.混合氣體的密度不再變化 D.形成a molH-H鍵的同時斷裂2amolH-O鍵
(2)對于反應I,不同溫度和壓強對H2產(chǎn)率影響如表。
溫度 |
壓強p1/Mpa |
壓強p2/Mpa |
500℃ |
45.6% |
51.3% |
700℃ |
67.8% |
71.6% |
下列圖1中圖象正確的是
BD
BD
。
(3)已知反應Ⅱ的△H=-41.1kJ/mol,C=O、O-H、H-H的鍵能分別為 803kJ/mol,464kJ/mol、436kJ/mol,
則CO中碳氧鍵的鍵能為
1072.9
1072.9
kJ/mol。
(4)對于反應Ⅲ,若平衡時再充入CO
2,使其濃度增大到原來的2倍,則平衡移動方向為
正向移動
正向移動
;
當重新平衡后,CO
2濃度
不變
不變
(填“變大”“變小”“不變”)。
(5)甲醇燃料電池是采用鉑作電極催化劑,其工作原理的示意圖如圖2:
請回答下列問題:①Pt(a)電極是電池的
負
負
極,電極反應式為
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
;
②常溫下,用此電池以惰性電極電解0.5L飽和食鹽水(足量),若兩極共生成氣體1.12L(已折算為標準狀況下的體積),則電解后溶液的pH=
13
13
(忽略溶液的體積變化)。