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熱化學循環(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熱化學循環(huán)。SI循環(huán)的三個反應如下。
反應Ⅰ(Bunsen反應):SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)?2HI(aq)+H2SO4(aq)   ΔH1=akJ/mol
反應Ⅱ:2HI(aq)?H2(g)+I2(s)   ΔH2=bkJ/mol
反應Ⅲ:2H2SO4(aq)?2H2O(l)+2SO2(g)+O2(g)   ΔH2=ckJ/mol
請回答下列問題:
(1)SI循環(huán)制氫的總反應為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)科研團隊研究了溫度和壓強對反應Ⅰ(Bunsen反應)達到平衡時n(SO2)的影響如圖所示,則p1
p2(填“>”“<”或“=”)。
(3)為了促進HI的分解,某科研團隊設計了兩種選擇性膜反應器,其示意圖如下。已知:HI的分解在反應區(qū)內(nèi)進行,膜可以對產(chǎn)物進行選擇性釋放。反應區(qū)內(nèi)通過控制使壓強恒定為100kPa.反應開始時,投料均為1mol的HI氣體。膜反應器1中氫氣的滲透速率為3.1×10-8 mol/(s?Pa)。反應區(qū)內(nèi)的部分實驗數(shù)據(jù)顯示在下表中。請?zhí)顚懴卤碇锌崭瘛?br />
反應器示意圖 無膜反應器 膜反應器1 膜反應器2
   
物質 HI H2
80 s后的平衡物質的量/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礦化技術相結合,利用SI循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的強酸性廢液固碳,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分解成氫氧化物和碘化物。根據(jù)信息,請寫出下列化學方程式。

反應過程①:
Mg2SiO4+4HI=2MgI2+2H2O+SiO2
Mg2SiO4+4HI=2MgI2+2H2O+SiO2
。
水解反應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】
【點評】
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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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  • 1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是(  )

    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)生以下兩個平衡反應。下列有關說法不正確的是( ?。?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

    發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5
  • 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,又可以擴大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).

    (1)如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線.
    ①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有關說法正確的是
     

    a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化則可逆反應達到平衡
    b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
    c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高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,達到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉化率為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,中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動式電堆.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式為
     

    ②工作一段時間后,當6.4g甲醇完全反應生成CO2時,有
     
    個電子發(fā)生轉移.
    (4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是
     
    、
     
    (用相關的電極反應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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