- 能源开发与利用
- 共242题
（1）下列措施中，有利于降低大气中的CO2、SO2、NO2浓度的有______填字母）；
a．减少化石燃料的使用，开发新能源
b．使用无氟冰箱，减少氟里昂排放
c．多步行或乘公交车，少用专车或私家车
d．将工业废气用碱液吸收后再排放
（2）为开发新能源，有关部门拟用甲醇（CH3OH）替代汽油作为公交车的燃料．写出由CO和H2生产甲醇的化学方程式______，用该反应合成1mol液态甲醇吸收热量131.9kJ．又知，2H2（g）+CO（g）+
（3）硫酸工业生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图所示．根据图示回答下列问题：
①2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）的△H______0（填“＞”或“＜”）；
②若温度为T1、T2时，反应的化学平衡常数分别为K1、K2，则K1______K2；若反应进行到状态D时，v正______v逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
正确答案
解：（1）a．大量化石燃料的燃烧是二氧化碳的主要来源，减少化石燃料的使用，开发新能源，有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx浓度；
b．氟里昂能促进臭氧地方分解，与大气中的CO2、SO2、NOx浓度无关；
c．汽车尾气中有多种有害物质，主要污染物是一氧化碳、碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等，故多步行或乘公交车，少用专车或私家车有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx浓度；
d．将工业废气用碱液吸收后再排放能减少CO2、SO2、NOx的排放．
故答案为：a c d；
（2）根据题意由CO和H2生产甲醇解题，得CO+2H2=CH3OH；
根据液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气，化学方程式为：2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g），盖斯定律根据得：
①CO+2H2=CH3OH△H1=+131.9kJ•mol-1
②2H2（g）+CO（g）+
③2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H3
③=2×（②-①）
△H3=2×（△H2-△H1）=-1452kJ•mol-1
故答案为：CO+2H2=CH3OH；2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1452kJ•mol-1；
（3）①该反应是一个气体体积减小的反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，升高温度时，SO3（g）的含量降低，说明平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，△H＜0；故答案为：＜；
②该反应是一个放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以生成物的浓度减小，反应物的浓度增大，平衡常数减小，所以K1＞K2；D状态相对于A状态，三氧化硫的含量较小，要使该反应达到平衡状态，该反应必须向正反应方向移动，所以正反应速率大于逆反应速率．
故答案为：＞；＞．
解析
解：（1）a．大量化石燃料的燃烧是二氧化碳的主要来源，减少化石燃料的使用，开发新能源，有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx浓度；
b．氟里昂能促进臭氧地方分解，与大气中的CO2、SO2、NOx浓度无关；
c．汽车尾气中有多种有害物质，主要污染物是一氧化碳、碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等，故多步行或乘公交车，少用专车或私家车有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx浓度；
d．将工业废气用碱液吸收后再排放能减少CO2、SO2、NOx的排放．
故答案为：a c d；
（2）根据题意由CO和H2生产甲醇解题，得CO+2H2=CH3OH；
根据液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气，化学方程式为：2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g），盖斯定律根据得：
①CO+2H2=CH3OH△H1=+131.9kJ•mol-1
②2H2（g）+CO（g）+
③2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H3
③=2×（②-①）
△H3=2×（△H2-△H1）=-1452kJ•mol-1
故答案为：CO+2H2=CH3OH；2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1452kJ•mol-1；
（3）①该反应是一个气体体积减小的反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，升高温度时，SO3（g）的含量降低，说明平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，△H＜0；故答案为：＜；
②该反应是一个放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以生成物的浓度减小，反应物的浓度增大，平衡常数减小，所以K1＞K2；D状态相对于A状态，三氧化硫的含量较小，要使该反应达到平衡状态，该反应必须向正反应方向移动，所以正反应速率大于逆反应速率．
故答案为：＞；＞．
本世纪，人类社会将逐渐步入氢经济时代．目前大规模产氢方式仍是化学制氢．
I、催化重整制氢
以甲醇为例，反应制氢气的一般途径有：CH3OH（l）=2H2（g）+CO（g）；△H1=+128kJ•mol-1
CH3OH（l）+H2O（l）=3H2（g）+CO2（g）；△H2=a kJ•mol-1
已知：H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）；△H=-286kJ•mol-1为求得△H2，还要知道______的燃烧热，若其燃烧热为△H=一283kJ•mol-1，则△H2=______．
Ⅱ、金属置换制氢
（1）研究表明，刚切割的金属表面具有很高的反应活性．当铝或铝合金在水中被切割或碾碎的时候，可以持续地释放出氢气．使用铝与水反应制氢气比使用其它活泼金属与水反应制氢气的优点有：①价廉，成本较低；②______．
（2）利用天然气重整得到的CO、H2混合气对金属氧化物进行还原，然后将金属与水反应放出氢气，由此达成一个良性循环．根据高中所学的知识合理预测该金属单质，并写出该金属在加热的条件下与水蒸汽反应的化学方程式：______．
III、太阳能制氢：利用光能分解水必须要有催化剂的参与．下列有关催化剂的说法正确的是______
A．使用高效催化剂分解水制得H2的同时还可以获得能量
B．使用高效催化剂后常温下水可以自发分解
C．硅胶具有多孔结构，有较大的表面积，常用做催化剂的载体
D．对于可逆反应，催化剂在增大正反应速率的同时也增大逆反应速率
Ⅳ、配位氢化物制氢
在硼氢化钠（NaBH4）水溶液中加入特定催化剂后，可以迅速地发生水解反应生成偏硼酸钠和氢气．请写出此水解反应的化学方程式：______．
将无水偏硼酸钠、氢化镁（MgH2）放入球磨设备中，通入氩气或氢气并保持压强100～500kPa研磨0.5～4h，即可得到硼氢化钠．研磨过程中需要通入氩气或氢气并保持压强100～500kPa的目的是：______．
正确答案
CO
+131kJ/mol
当机械切割行为停止时，放氢反应也会立即停止
3Fe+4H2O（g）
CD
NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑
防止NaBH4被氧化；防止金属氢化物水解
解析
解：I、为求得△H2还要知道 CO的燃烧热，若其燃烧热为△H=一283kJ•mol-1，
①CH3OH（l）=2H2（g）+CO（g）△H1=+128kJ•mol-1；
②H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=-286kJ•mol-1；
③2CO（g）+O2（g） 2CO2（g）△H=-283kJ•mol-1；
④CH3OH（l）+H2O（l）=3H2（g）+CO2（g）△H2=a kJ•mol-1；
根据盖斯定律可知，④=①-②+0.5×③，
△H2=△H①-△H②+0.5×△H③=+128kJ•mol-1-（-286kJ•mol-1）+0.5×（-283kJ•mol-1），
解得：△H2=+131kJ/mol，
故答案为：CO；+131kJ/mol；
Ⅱ、（1）从反应是否容易控制解题，当机械切割行为停止时，放氢反应也会立即停止，故答案为：当机械切割行为停止时，放氢反应也会立即停止；
（2）CO、H2混合气可还原铁，铁可与水反应生成氢气，故该金属为铁，故答案为：3Fe+4H2O（g）
III、催化剂的载体常具有多孔结构，有较大的表面积，对于可逆反应，催化剂在增大正反应速率的同时也增大逆反应速率，故答案为：CD；
Ⅳ、硼氢化钠水溶液中加入特定催化剂后，可以发生水解反应生成偏硼酸钠和氢气，故答案为：NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑；
NaBH4易被氧化，MgH2易水解，故需要通入氩气或氢气作保护气，故答案为：防止NaBH4被氧化；防止金属氢化物水解．
在相同条件下，对环境污染程度最小的燃料是（ ）
正确答案
解析
解：A．石油液化气主要成分是丙烷和丁烷燃烧时能生成大量的二氧化碳，二氧化碳是一种主要的温室气体，故A错误；
B．天然气燃烧的产物是二氧化碳和水，生成的二氧化碳比液化石油气少，故B正确；
C．柴油的主要成分是含10到22个碳原子的链烷、环烷或芳烃生成的二氧化碳比石油液化气多，故C错误；
D．原煤燃烧时能生成二氧化硫、一氧化碳、可吸入颗粒物等污染大气的物质，故D错误．
故选B．
下列分别是利用不同能源发电的实例图形，其中不属于新能源开发利用的是（ ）
A
风力发电
B
太阳能发电
C
火力发电
D
潮汐能发电
正确答案
解析
解：A．风能是清洁无污染的环保新能源，故A错误；
B．太阳能是清洁无污染的新能源，故B错误；
C．火力发电需要煤作燃料，煤是不可再生能源，也不是环保新能源，故C正确；
D．潮汐和海风发电是新开发利用的环保新能源，故D错误．
故选C．
能源问题十分紧迫，化石燃料来源有限且终会枯竭，其燃烧产物的排放引起的温室效应让人忧心忡忡；石油价格普遍上涨；新能源的开发成为急需研究的课题．那么新的替代能源主要包括（ ）
①核能 ②柴草 ③煤炭 ④石油 ⑤氢能 ⑥太阳能 ⑦水煤气 ⑧天然气．
正确答案
解析
解：新能源是正在研究开发和利用的能源，有太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等，新能源的共同特点是可再生和清洁①核能 ④太阳能 ⑤氢能都是可再生能源和清洁能源，是新能源；
②柴草、③煤炭、④石油、⑦水煤气、⑧天然气是不可再生能源是常规能源，
所以新能源为：①核能、⑤氢能、⑥太阳能，
故选B．
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