(12分)氢氧燃料电池是将H2通入负极，O2通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高。
(1)若电解质溶液为KOH，其正极反应为____________________________，
负极反应为__________________________________________;
(2)若电解质溶液为硫酸，其正极反应为______________________，负极反应为_________________;若在常温下转移2mol电子，可产生水质量为_________g。
(3)还有一个很大的优点是 。
根据下列条件计算有关反应的焓变：
(1)已知：
Ti(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l) ΔH＝－804.2 kJ·mol－1
2Na(s)＋Cl2(g)==="2NaCl(s)" ΔH＝－882.0 kJ·mol－1
Na(s)===Na(l) ΔH＝＋2.6 kJ·mol－1
则反应TiCl4(l)＋4Na(l)===Ti(s)＋4NaCl(s)的ΔH＝ kJ·mol－1。
(2)已知下列反应数值：
| 序号 |
化学反应 |
反应热 |
| ① |
Fe2O3(s)＋3CO(g)=== 2Fe(s)＋3CO2(g) |
ΔH1＝－26.7 kJ·mol－1 |
| ② |
3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) |
ΔH2＝－50.8 kJ·mol－1 |
| ③ |
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) |
ΔH3＝－36.5 kJ·mol－1 |
| ④ |
FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) |
ΔH4 |
则反应④的ΔH4＝ kJ·mol－1。
请参考题中图表，已知E1＝134 kJ·mol－1、E2＝368 kJ·mol－1，根据要求回答问题：
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是 。请写出NO2和CO反应的热化学方程式： 。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：
①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1，则甲醇蒸汽燃烧为液态水的热化学方程式为 。
(3)如表所示是部分化学键的键能参数：
| 化学键 |
P—P |
P—O |
O===O |
P===O |
| 键能/kJ·mol－1 |
a |
b |
c |
x |
已知白磷的燃烧热为d kJ·mol－1，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图Ⅱ所示，则表中x＝ kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代表数式表示)。
二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型能源，它清洁、高效、具有优良的环保性能。
Ⅰ.工业制备二甲醚的生产流程如下：
催化反应室中(压强2.0～10.0 MPa，温度230～280℃)进行下列反应：
CO(g)＋2H2(g) 
CH3OH(g)ΔH＝－90.7 kJ/mol ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5 kJ/mol ②
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2 kJ/mol ③
(1)甲烷氧化可制得合成气，反应如下：CH4(g)＋
O2(g) CO(g)＋2H2(g) ΔH＝－35.6 kJ/mol。该反应是 反应(填“自发”或“非自发”)。
(2)催化反应室中总反应3CO(g)＋3H2(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝ 。830℃时反应③的K＝1.0，则在催化反应室中反应③的K 1.0(填“>”、“<”或“＝”)。
(3)上述反应中，可以循环使用的物质有 。
Ⅱ.如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。b电极是 极。
反应aA(g)＋bB(g)
cC(g)(ΔH<0)在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示：
回答问题：
(1)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是 ，其值是 ；
(2)由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是 ，采取的措施是 ；
(3)比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低：T2 T3(填“>”、“<”、“＝”)，判断的理由是 。
粤公网安备 44130202000953号