Question

【題目】氫能作為一種清潔高效的二次能源，在未來能源格局中發(fā)揮著重要作用。已知：常溫下，，�；卮鹣铝袉栴}：

（1）常溫下、水的分解不能自發(fā)進(jìn)行的熱力學(xué)依據(jù)是________________________。

（2）將負(fù)載在上，產(chǎn)氧溫度在1200℃，產(chǎn)氫溫度在1000℃時(shí)，可順利實(shí)現(xiàn)水的分解，氫氣產(chǎn)量高且沒有明顯的燒結(jié)現(xiàn)象。循環(huán)機(jī)理如下，過程如圖1所示，不考慮溫度變化對反應(yīng)的影響。

第Ⅰ步：

第Ⅱ步：

①_________285.84（填“>”“<”或“=”）。第Ⅰ步反應(yīng)中化合價(jià)有變化的元素為________（填名稱）。

②第Ⅱ步反應(yīng)的，，、分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，僅與溫度有關(guān)。1000℃時(shí)，在體積為1L的B反應(yīng)器中加入2mol發(fā)生上述反應(yīng)，測得和物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖2所示，則60min內(nèi)，_________（保留2位小數(shù)）。a點(diǎn)時(shí)________（填最簡整數(shù)比）；平衡時(shí)，體系壓強(qiáng)為10kPa，則_________。

（3）熱力學(xué)銅-氯循環(huán)制氫法分電解、水解、熱解三步進(jìn)行。

電解：；

水解：；

熱解：。

已知：為白色固體，。

電解裝置如圖所示，則A為________極（填“陽”或“陰”），B極電極反應(yīng)為______________。

Answer 1

【答案】反應(yīng)的，所以不能自發(fā)進(jìn)行 < 鐵、氧 6.27 4 陰

【解析】

(1)根據(jù)題干信息得，常溫下，水的分解反應(yīng)中，因?yàn)?/span>>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，故答案為：反應(yīng)的，所以不能自發(fā)進(jìn)行；

(2)①第Ⅰ步反應(yīng)與第Ⅱ反應(yīng)相加可得反應(yīng)，由于H2O(g)H2O(l)反應(yīng)放熱，因此a+b<285.84，第Ⅰ步反應(yīng)中，Fe元素的化合價(jià)由+6價(jià)降低至+2價(jià)，O元素的化合價(jià)由-2價(jià)升高至0價(jià)，故答案為：<；鐵、氧；

②根據(jù)圖2分析可知，反應(yīng)進(jìn)行到60min達(dá)到平衡，、‘60min內(nèi)，H2的物質(zhì)量濃度的變化量為1.6mol·L-1，列三段式有

則，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，v正=v逆，即k正·c(H2O)=k逆·c(H2)，，a點(diǎn)時(shí)，c(H2)=c(H2O)，則v正：v逆=k正：k逆=4：1，平衡時(shí)，體系壓強(qiáng)為10kPa，根據(jù)阿伏伽德羅定律PV=nRT可知，p(H2)=，p(H2O)=，則，故答案為：6.27；4：1；4；

(3)有電解裝置圖可知，A極鹽酸參與反應(yīng)，H+得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)作陰極，電極反應(yīng)為2H++2e-===H2↑，B極CuCl失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)作陽極，電極反應(yīng)為CuCl-e-===Cu2++Cl-，故答案為：陰；CuCl-e-===Cu2++Cl-。