新技术可以将转化为燃料。

1. 新技术可以将 $\text{[math]}$ 转化为燃料。

(1) $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 经催化重整，制得合成气， $\text{[math]}$

已知上述反应中相关化学键的键能数据如下：

化学键	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
键能/（ $\text{[math]}$ ）	413	745	436	1075

则反应的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 重整也是其能源化的重要途经。

① $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 重整为甲醇 $\text{[math]}$ 。

a.实验测得， $\text{[math]}$ 甲醇液体在氧气中充分燃烧生成 $\text{[math]}$ 气体和液态水时释放出 $\text{[math]}$ 的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式为.

b.甲醇—空气燃料电池在放电时， $\text{[math]}$ 发生反应（“氧化”或“还原”）。碱性（ $\text{[math]}$ ）介质中该电池负极电极方程式为；酸性（ $\text{[math]}$ ）介质中，每消耗 $\text{[math]}$ ，内电路迁移（仅有 $\text{[math]}$ 迁移，见题图1）的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

② $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在催化剂及加热加压条件下生成的 $\text{[math]}$ （二甲醚）可作为柴油代用燃料，与二甲醚互为同分异构体的有机物的结构简式为。

③在某恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，在一定条件下合成燃料X，测量各物质的量随时间变化如题图2所示：该条件下反应已达最大限度的时间是（选填： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ）；X的分子式为。

【考点】

反应热和焓变; 电极反应和电池反应方程式;

【答案】

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综合题普通

回答下列问题：

Ⅰ．下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量，回答下列问题

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	HCl	HBr	HI	H₂
键能/kJ	243	193	151	432	366	298	436

（1）下列氢化物中最稳定的是________(填标号)。

A．HCl B．HBr C．HI

（2）按照反应 $\text{[math]}$ ，生成2molHI________(填“吸收”或“放出”)的热量为________kJ。

Ⅱ．在人类生产、生活对能量的需求日益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请回答下列问题：

（3）一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是 $\text{[math]}$ 。则该电池放电时发生还原反应的物质是_______(填标号)。

A. $\text{[math]}$

B. Fe

C. $\text{[math]}$

D. $\text{[math]}$

（4）科学家制造出了一种使用固体电解质的燃料电池，其效率很高，可用于航天航空。如图所示装置中，以稀土金属材料为惰性电极，在两极上分别通入 $\text{[math]}$ 和空气，其中固体电解质是掺杂了 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 固体，它在高温下能传导 $\text{[math]}$ 。则c电极的名称为________(填“正极”或“负极”)，d电极上的电极反应式为________。

（5）绿色电源“直接二甲醚( $\text{[math]}$ )燃料电池”的工作原理如图所示。 $\text{[math]}$ 的移动方向为由________(填“A到B”或“B到A”)。写出B电极的电极反应式：________。电池工作时，A极附近pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

综合题普通

2. 我国科学家研发的“液态阳光”计划通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢制备甲醇。

主反应： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$ 。

副反应： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

(1) 将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按物质的量比1：3混合，以固定流速通过盛放 $\text{[math]}$ 催化剂的反应器，在相同时间内，不同温度下的实验数据如图所示：

已知： $\text{[math]}$ 产率 $\text{[math]}$

①催化剂活性最好的温度为(填字母序号)。

a． $\text{[math]}$ b． $\text{[math]}$ c． $\text{[math]}$ d． $\text{[math]}$

②温度由 $\text{[math]}$ 升到 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的平衡转化率和 $\text{[math]}$ 的实验产率均降低，解释原因：。

(2) 利用 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的反应设计燃料电池，装置如图所示：

①该装置是将能转化为电能的装置。

②通入 $\text{[math]}$ 的电极是电池的(填“正”或“负”)极。

③通入 $\text{[math]}$ 的电极反应式是。

(3) 已知：键能是指气态分子中 $\text{[math]}$ 化学键解离成气态原子所吸收的能量。

化学键	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
键能 $\text{[math]}$	436	498	463

写出 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 的热化学方程式。

综合题普通

3. 研究化学反应中的能量变化、化学反应的速率有重要意义。回答下列问题：

(1) 298K时，1mol下列物质气态时的相对能量如下表：

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	O	H	HO
相对能量/ $\text{[math]}$	0	0	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	249	218	39

$\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成2 mol $\text{[math]}$ (g)(填“吸收”或“释放”)的能量为kJ。

(2) 某实验小组为探究影响 $\text{[math]}$ 分解的因素设计表中实验。

标号	溶液	温度/℃	时间(收集 $\text{[math]}$ )/s
A	10mL15% $\text{[math]}$ 溶液	25	160
B	10mL30% $\text{[math]}$ 溶液	25	120
C	10mL15% $\text{[math]}$ 溶液	50	50
D	10mL15% $\text{[math]}$ 溶液+1 mL 5% $\text{[math]}$ 溶液	50	20

①实验(填标号)，可探究温度对 $\text{[math]}$ 分解速率的影响。

②由上述实验得出的结论是。

③某实验小组利用数据采集系统探究 $\text{[math]}$ 溶液对 $\text{[math]}$ 分解速率的影响。实验测定数据如图所示，20~60s内用氧气压强变化表示的平均反应速率为 $\text{[math]}$ 。

(3) 燃料电池是一种高效化学电池， $\text{[math]}$ 燃料电池的工作原理如图所示：

①写出Pt电极a上的电极反应式：。

②电池工作过程中，Pt电极b附近溶液中 $\text{[math]}$ 会(填“升高”或“降低”)。

综合题普通

化学键	C—H	C=O	H—H	C O(CO)
键能/kJ·mol⁻¹	413	745	436	1075