题目

题型：不详难度：来源：

（14分）“氢能”将是未来最理想的新能源。
Ⅰ 在25℃,101KPa条件下，1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为                                                        。
Ⅱ 氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+ H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g) △H＜0。在850℃时，平衡常数K=1。
(1)若升高温度至950℃，达到新平衡状态时K         （填“＞”、“＜”或“＝”）1。
(2)850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 molCO、3.0mol H₂O、1.0 molCO₂和x mol H₂，则：
①当x = 5.0时，上述平衡向              （填“正反应”或“逆反应”）方向进行。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是                       。
③若设x="5.0" mol和x="6.0" mol，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H₂的体积分数分别为a%、b%，则a      （填“＞”、“＜”或“＝”）b。
Ⅲ 海水淡化获得淡水的过程也可以产生氢气。下面是利用电渗析法处理海水获得淡水的原理图，已知海水中含Na^＋、Cl^－、Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2－等离子，电极为惰性电极。请分析下列问题：

(1)阳离子交换膜是指______________ (填A或B)。
(2)写出通电后阳极的电极反应式：_________________________________________，在阴极区观察到的现象是：_________________________________________。

答案

ⅠH₂(g)+ 1/2O₂(g)＝H₂O(l) △H＝-285.8kJ/mol（2分）
Ⅱ(1)＜（1分）(2) ①逆反应（2分）②0≤x＜3或x＜3（2分）③＜（2分）
Ⅲ （1）B（1分） （2）2Cl^--2e^-═Cl₂↑；出现白色沉淀

解析

试题分析：Ⅰ 在25℃,101KPa条件下，1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，则2g氢气即1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量×2＝285.8kJ。由于燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为H₂(g)+ 1/2O₂(g)=H₂O(l) △H＝-285.8kJ/mol。
Ⅱ（1）正方应是放热反应，因此升高温度平衡向逆反应方向进行，则若升高温度至950℃，达到新平衡状态时K＜1。
（2）①由于反应前后体积不变，则可以用物质的量表示浓度计算平衡常数。则当x = 5.0时，此时浓度商为 ＞1，因此反应向逆反应方向进行。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则 ＜1，解得x＜3，因此x应满足的条件是0≤x＜3。
③增大一种生成物（氢气）的体积分数，平衡向逆反应方向移动，平衡移动的结果是降低这种增大的幅度，故平衡后氢气的体积分数还是大于原来的。
Ⅲ（1）阴离子交换膜只允许阴离子自由通过，阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，隔膜B和阴极相连，阴极是阳离子放电，所以隔膜B是阳离子交换膜。
（2）根据阳极是氯离子放电：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极区是氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子浓度增大，和钙离子，镁离子形成沉淀。