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熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫是未來理想的制氫方法之一,其中硫碘循環(huán)(SI循環(huán))是目前最有前景和研究最多的一個(gè)熱化學(xué)循環(huán)。SI循環(huán)的三個(gè)反應(yīng)如下。
反應(yīng)Ⅰ(Bunsen反應(yīng)):SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)?2HI(aq)+H2SO4(aq)   ΔH1=akJ/mol
反應(yīng)Ⅱ:2HI(aq)?H2(g)+I2(s)   ΔH2=bkJ/mol
反應(yīng)Ⅲ:2H2SO4(aq)?2H2O(l)+2SO2(g)+O2(g)   ΔH2=ckJ/mol
請(qǐng)回答下列問題:
(1)SI循環(huán)制氫的總反應(yīng)為2H2O(l)?2H2(g)+O2(g),則其ΔH=
2a+2b+c
2a+2b+c
kJ/mol(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。
(2)科研團(tuán)隊(duì)研究了溫度和壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)Ⅰ(Bunsen反應(yīng))達(dá)到平衡時(shí)n(SO2)的影響如圖所示,則p1
p2(填“>”“<”或“=”)。
(3)為了促進(jìn)HI的分解,某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了兩種選擇性膜反應(yīng)器,其示意圖如下。已知:HI的分解在反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行,膜可以對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行選擇性釋放。反應(yīng)區(qū)內(nèi)通過控制使壓強(qiáng)恒定為100kPa.反應(yīng)開始時(shí),投料均為1mol的HI氣體。膜反應(yīng)器1中氫氣的滲透速率為3.1×10-8 mol/(s?Pa)。反應(yīng)區(qū)內(nèi)的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示在下表中。請(qǐng)?zhí)顚懴卤碇锌崭瘛?br />菁優(yōu)網(wǎng)
反應(yīng)器示意圖 無膜反應(yīng)器 膜反應(yīng)器1 膜反應(yīng)器2
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物質(zhì) HI H2
80 s后的平衡物質(zhì)的量/mol 0.78
0.012
0.012
HI平衡分解率 ①a1=
22%
22%
a2=52% ③a3 
a2
(填“>”“<”或“=”)
(4)為了減少CO2的排放,SI循環(huán)系統(tǒng)可以與傳統(tǒng)CO2礦化技術(shù)相結(jié)合,利用SI循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的強(qiáng)酸性廢液固碳,其流程圖如圖所示。將過程②得到的晶體在水解器中與水蒸氣共熱,發(fā)生水解反應(yīng)③,生成堿式碘化物Mg2(OH)3I固體。Mg2(OH)3I固體溶于水后可以自動(dòng)分解成氫氧化物和碘化物。根據(jù)信息,請(qǐng)寫出下列化學(xué)方程式。
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反應(yīng)過程①:
Mg2SiO4+4HI=2MgI2+2H2O+SiO2
Mg2SiO4+4HI=2MgI2+2H2O+SiO2
。
水解反應(yīng)③:
2MgI2+3H2O
Mg2(OH)3I↓+3HI↑
2MgI2+3H2O
Mg2(OH)3I↓+3HI↑
。

【答案】2a+2b+c;<;0.012;22%;>;Mg2SiO4+4HI=2MgI2+2H2O+SiO2;2MgI2+3H2O
Mg2(OH)3I↓+3HI↑
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:11引用:2難度:0.7
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    發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7
  • 2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是( ?。?br />①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
    ②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1

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  • 3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
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    (1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
    ①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有關(guān)說法正確的是
     

    a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
    b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
    c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
    d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
    (2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
    則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ?mol-1
    (3)2009年10月,中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
    ①該電池正極的電極反應(yīng)式為
     

    ②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
     
    個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移.
    (4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是
     
    、
     
    (用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示)

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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