Question

氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：

(1)与汽油相比，氢气是一种更优良的燃料，但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：______。

(2)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为______，热化学方程式如反应①所示，此外反应②③也可以获取。

①太阳光催化分解水制氢：

②焦炭与水反应制氢：

③甲烷与水反应制氢：

则反应的______。

(3)在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：达到化学平衡。下列有关叙述正确的是______。

若向答器内再加入少量，则转化率增大

使用催化剂可以加快反应速率，提高生产效率

吸收只需

容器内气体压强保持不变

(4)氢气可与氧气直接化合制备过氧化氢，是一种具有环保意义的直接、简便和经济的合成过氧化氢的方法；其工艺特点主要采用水作反应介质，活性炭为载体的催化剂，还有适当的助剂。合成时在反应物中加入稀释剂。如、或Ar，请说出需要加入稀释剂的原因______；另外在此法合成过氧化氢的过程中容易发生一些副反应导致产率的降低，请写出一个副反应的化学方程式______。

(5)长征五号系列运载火箭，又称：“大火箭”、“冰箭”，是我国研制的一次性大型低温液体运载火箭，火箭使用了以液氢为燃烧剂，被氧为氧化剂的高能推进剂。已知：

①

②

③有关过程如图：

请写出火箭液氢燃烧的热化学方程式：______。

Answer

光能转化为化学能 bd 调整和的比例，防止混合气体受热爆炸 或

【解析】

(1)碱性氢氧燃料电池的负极反应式为氢气失去电子生成水，碱性氢氧燃料电池的负极反应式为；

(2)已知：

②C(s)+H2O(g)＝CO(g)+H2(g)△H2＝+131.3kJ/mol

③CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g)△H3＝+206.1kJ/mol

结合盖斯定律计算③-②得到反应CH4(g)＝C(s)+2H2(g)△H＝+74.8 kJ/mol；

(3)MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)△H＜0，该反应属于气体的物质的量发生变化的反应，则

a．若向答器内再加入少量MHx(s)为固体，不影响化学平衡，H2转化率不变，故a错误；

b．使用催化剂可以加快反应速率，缩短达到平衡所需时间，提高生产效率，故b正确；

c．该反应为可逆反应，不能完全转化，吸收ymolH2需大于1molMHx，故c错误；

d．平衡时气体的物质的量不变，容器内气体压强保持不变，故d正确；

故答案为bd；

(4)氢气可与氧气直接化合制备过氧化氢，合成时在反应物中加入稀释剂。如N2、CO2或Ar，需要加入稀释剂的原因是：调整H2和O2的比例，防止混合气体受热爆炸，在此法合成过氧化氢的过程中容易发生一些副反应导致产率的降低，如氢气和氧气反应生成水，过氧化氢分解等，化学方程式为：或；

(5)由图象分析，2H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H1＝-483.6kJ⋅mol−1①

H2(g)＝H2(l)△H2＝-0.92kJ⋅mol−1②

O2(g)＝O2(l)△H3＝-6.84kJ⋅mol−1③

根据盖斯定律：将①-②×2-③可得2H2(l)+O2(l)=2H2O(g)△H＝-474.92kJ⋅mol−1。