氢气是一种清洁燃料和重要的工业原料，广泛应用于航空航天、石油化工、有机合成等领域。回答下列问题：

1. 氢气是一种清洁燃料和重要的工业原料，广泛应用于航空航天、石油化工、有机合成等领域。回答下列问题：

(1) 一定条件下，氢气与二氧化碳气体反应生成 $\text{[math]}$ 和水蒸气。已知相关化学键键能如表所示：

化学键	H―H	C―O	C=O	O―H	C―H
E/( $\text{[math]}$ )	436	326	803	464	414

则该反应的热化学方程式为。

(2) “萨巴蒂尔反应”［ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ］可将航天员呼出的 $\text{[math]}$ 转化为供空间站在轨运行的火箭燃料。有关物质的摩尔燃烧焓如表所示：

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
摩尔燃烧焓 $\text{[math]}$	―393.5	―285.8	―283	―890.3

①石墨不完全燃烧生成 $\text{[math]}$ 的热化学方程式为。

②已知每18g水蒸气转化为液态水释放44kJ的热量，则“萨巴蒂尔反应”的 $\text{[math]}$ 。

(3) 一种用于制氢气的膜基海水电解装置如图所示，其中隔膜只允许水分子通过。

①N电极为直流电源的电子(填“流入”或“流出”)极，P电极发生的电极反应式为。

②理论上，该装置每产生13.44L(STP)气体时，转移电子的数目为，I室海水减少的质量为。

【考点】

热化学方程式; 电解池工作原理及应用; 氧化还原反应的电子转移数目计算; 有关反应热的计算;

【答案】

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综合题普通

1. 回答下列问题：

(1) 电解NO制备 $\text{[math]}$ 的工作原理如图所示，其中阳极的电极反应式为，为使电解产物全部转化为 $\text{[math]}$ ，需补充物质A，则A可以是。

(2) 下图为电解精炼银的示意图， (填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体产生，则生成该气体的电极反应式为。

(3) 1L某溶液中含有的离子如下表：

离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
物质的量浓度/( $\text{[math]}$ )	1	1	a	1

用惰性电极电解该溶液，当电路中有 $\text{[math]}$ 通过时(忽略电解时溶液体积变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是___________(填字母)。

A. 电解后溶液呈酸性 B. $\text{[math]}$ C. 阳极生成 $\text{[math]}$ D. 阴极析出的金属是铜和铝

(4) 我国科研工作者提出通过阴离子交换膜及合适的催化剂，先使 $\text{[math]}$ 电催化转化为乙烯，乙烯再与另一电化学体系结合制备高附加值的环氧乙烷(

)的工作原理如图所示。

①制备环氧乙烷电化学体系中电解质溶液为KOH溶液，该过程阳极的电极反应式为。

②电极H上生成16.8L(标准状况) $\text{[math]}$ 时，理论上可得到环氧乙烷的质量为。

综合题困难

2. 如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为离子交换膜。请按要求回答相关问题：

(1)甲装置电池负极发生的电极反应式是：

(2)乙中X是(阴、阳)离子交换膜，向乙中加入几滴酚酞溶液，工作一段时间后铁电极附近溶液变红，请用化学用语解释相关原因

(3)若在标准状况下，有4.48 L氧气参加反应，则乙装置中C电极上生成的气体的物质的量为

(4)若丙装置中a、b电极均为Cu，则丙中发生的离子反应是

(5)化学在环境保护中起十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染，电化学降解 $\text{[math]}$ 的原理如图所示

Ag-Pt电极上的电极反应式为

综合题普通

3. 甲醇作为新型清洁可再生燃料，对缓解能源危机以及实现“碳中和”目标具有重要的战略意义。二氧化碳合成甲醇工艺流程如图所示。

(1) 光伏发电装置中实现的能量转化形式是。

(2) 电解水制H₂装置中，氢气应在极排出，其电极反应方程式为。

二氧化碳加氢合成甲醇一般通过如下两步实现：

①CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g) ΔH₁=+41kJ·mol^-1

②CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g) ΔH₂=-90kJ·mol^-1

(3) 二氧化碳加氢制甲醇的总反应热化学方程式：。

(4) 上述两步反应过程中能量变化如图所示，两步反应中反应速率较慢的是(填“①”或“②”)，理由是。催化剂界面催化性能较好的催化剂是。

(5) 甲醇作为一种高能量密度的能源载体，具有广阔的发展前景。

已知：燃料的能量密度是单位体积的燃料包含的能量，单位kJ/m³。

热值是单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量，单位kJ/g。

在一定温度和催化剂作用下，车载甲醇可直接转变为氢气，从而为氢氧燃料电池提供氢源。已知氢气和甲醇的热值分别为143kJ/g和23kJ/g，与车载氢气供能模式相比，车载甲醇供能模式的优势是。

综合题普通