科学家想要用组成相似的钴氧化物(Co3O4/CoO)代替铁氧化物进行循环制氢。查阅资料发现，使用钴氧化物后反应Ⅰ和反应Ⅱ的ΔH-TΔS值随温度T变化如图所示。
(1)结合图像判断能否用钴氧化物代替铁氧化物进行热化学循环制氢？若可行，举出采用钴氧化物的一个优势；若不可行，说明理由。
(2)除了上述“直接热分解”、“光催化分解”和“热化学循环”外，请再设计一种利用太阳能从水中获取氢气的方法：
更新时间：2024-03-27 09:07:56
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解题方法
【推荐1】汽车尾气中含有CO、NOx等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
I.已知4CO（g）+2NO2（g）
4CO2（g）+N2（g）∆H=﹣1200kJ•mol﹣1
（1）该反应在___ （填“高温、低温或任何温度”）下能自发进行。
（2）对于该反应，改变某一反应条件（温度T1＞T2），下列图象正确的是___ （填标号）。
经过一段时间后达到平衡状态。
①N2的平衡体积分数：甲___ 乙（填“＞、＝、＜或不确定”，下同）。
②NO2的平衡浓度：甲___ 乙。
③甲中CO的转化率为50%，该反应的平衡常数为___ 。
II.柴油汽车尾气中的碳烟（C）和NOx可通过某含钴催化剂催化消除。不同温度下，将模拟尾气（成分如表所示）以相同的流速通过该催化剂测得所有产物（CO2、N2、N2O）与NO的相关数据结果如图所示。
（4）375℃时，测得排出的气体中含amol O2和0.0525 mol CO2，已知X为N2，Y为N2O，则a=___ 。
（5）实验过程中采用NO模拟NOx，而不采用NO2的原因是___ 。
I.已知4CO（g）+2NO2（g）
4CO2（g）+N2（g）∆H=﹣1200kJ•mol﹣1（1）该反应在
（2）对于该反应，改变某一反应条件（温度T1＞T2），下列图象正确的是
经过一段时间后达到平衡状态。
①N2的平衡体积分数：甲
②NO2的平衡浓度：甲
③甲中CO的转化率为50%，该反应的平衡常数为
II.柴油汽车尾气中的碳烟（C）和NOx可通过某含钴催化剂催化消除。不同温度下，将模拟尾气（成分如表所示）以相同的流速通过该催化剂测得所有产物（CO2、N2、N2O）与NO的相关数据结果如图所示。
| 模拟尾气 | 气体（10mol） | 碳烟 | ||
| NO | O2 | He | ||
| 物质的量（mol） | 0.025 | 0.5 | 9.475 | 一定量 |
（5）实验过程中采用NO模拟NOx，而不采用NO2的原因是
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【推荐2】含铁化合物是重要的基础材料。
请问答：
(1)已知：
，
。
。当
时，正反应是自发的，此时的逆转温度为___________ K。
(2)高炉炼铁中发生的基本反应之一为：
①在1100℃时，K=0.263，若此时测得高炉中
，
，判断反应速率
(正)___________ (逆)，理由是___________ 。
②下列说法不正确的是___________ 。
A．须采用高温高压的反应条件使FeO还原为
B．粉碎FeO能增大接触面积从而提高反应速率
C．平衡时提高CO气体的分压有利于提高Fe的产量
D．加入CaCO3(s)后因分解产生CO2必使平衡逆向移动
③高炉炉体结构如图1所示，以铁矿石、焦炭、石灰石和空气为原料，由图2推测炉腹中发生的主要反应是___________ (选填：a、b、c、d)。
④若将体积比为1：1的CO和H2混合煤气通入进风口，测得不同温度下FeO还原到后，还原剂剩余的物质的量n值如下：
请结合表格中的数据说明CO和H2分别还原FeO的倾向性大小是___________ 。
(3)一定条件下，FeCl2或FeCl3都可以催化分解H2O2。总反应都是
。请写出用FeCl3催化的离子方程式。①___________ ；②___________ 。
请问答：
(1)已知：
，。。当时，正反应是自发的，此时的逆转温度为(2)高炉炼铁中发生的基本反应之一为：
①在1100℃时，K=0.263，若此时测得高炉中
，，判断反应速率(正)(逆)，理由是②下列说法不正确的是
A．须采用高温高压的反应条件使FeO还原为
B．粉碎FeO能增大接触面积从而提高反应速率
C．平衡时提高CO气体的分压有利于提高Fe的产量
D．加入CaCO3(s)后因分解产生CO2必使平衡逆向移动
③高炉炉体结构如图1所示，以铁矿石、焦炭、石灰石和空气为原料，由图2推测炉腹中发生的主要反应是
④若将体积比为1：1的CO和H2混合煤气通入进风口，测得不同温度下FeO还原到
后，还原剂剩余的物质的量n值如下：| 还原剂 | 600℃ | 700℃ | 800℃ | 900℃ | 1000℃ | 1100℃ | 1200℃ |
| H2 | 4.18 | 3.34 | 2.94 | 2.60 | 2.32 | 2.30 | 2.25 |
| CO | 1.66 | 2.50 | 2.90 | 3.24 | 3.52 | 3.54 | 3.59 |
请结合表格中的数据说明CO和H2分别还原FeO的倾向性大小是
(3)一定条件下，FeCl2或FeCl3都可以催化分解H2O2。总反应都是
。请写出用FeCl3催化的离子方程式。①
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【推荐3】PCl3与PCl5均是有机合成的重要中间体，两者存在以下相互转化关系：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)△H=a kJ•mol-1。在210℃时，将4 mol PCl5气体充入2 L真空密闭容器中发生上述反应，得到如下数据：
(1)已知上述反应在温度较高时才能自发进行，则a______ 0(填＞、﹦、＜)。
(2)计算从20 s至40 s共20 s的时间内，用PCl3表示的平均反应速率为______ 。
(3)反应进行至60 s后，将混合物的温度降低，重新达到平衡后氯气浓度将______ (填“增大”、“减少”或“不变”)。
(4)欲增大该反应的K值，可采取的措施有(填序号)______ 。
A．降低温度 B．向混合气体中通入Cl2
C．使用高效催化剂 D．升高温度
(5)如图是210℃时容器中PCl5物质的量的变化曲线，请在该图中补画出该反应在160℃时PCl5物质的量的变化曲线_______________ 。
PCl3(g)+Cl2(g)△H=a kJ•mol-1。在210℃时，将4 mol PCl5气体充入2 L真空密闭容器中发生上述反应，得到如下数据：| 时间(s) | 0 | 20 | 40 | 60 |
| n(PCl5) | 4 | 2.8 | 2 | 2 |
(2)计算从20 s至40 s共20 s的时间内，用PCl3表示的平均反应速率为
(3)反应进行至60 s后，将混合物的温度降低，重新达到平衡后氯气浓度将
(4)欲增大该反应的K值，可采取的措施有(填序号)
A．降低温度 B．向混合气体中通入Cl2
C．使用高效催化剂 D．升高温度
(5)如图是210℃时容器中PCl5物质的量的变化曲线，请在该图中补画出该反应在160℃时PCl5物质的量的变化曲线
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【推荐1】城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是CO和H2的混合气体，它由煤炭和水蒸气反应制得，故又称水煤气。
（1）试写出制取水煤气的主要化学方程式____________________________ .
（2）液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g) +5O2(g) == 3CO2(g) + 4H2O(l)；△H=–2220.0 kJ·
，又知CO气体燃烧的热化学方程式为：CO(g) +1/2O2(g) == CO2(g) ；△H=–282.57kJ·，试比较同质量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值约为_________ ：1。
（3）已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g) + O2(g) == 2H2O(l)；△H=–571.6 kJ·,试比较同质量的H2和C3H8燃烧，产生的热量比值约为____________ ：1。
（4）氢气是未来的能源，除来源丰富之外，还具有的优点是____________________
（1）试写出制取水煤气的主要化学方程式
（2）液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g) +5O2(g) == 3CO2(g) + 4H2O(l)；△H=–2220.0 kJ·
，又知CO气体燃烧的热化学方程式为：CO(g) +1/2O2(g) == CO2(g) ；△H=–282.57kJ·，试比较同质量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值约为（3）已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g) + O2(g) == 2H2O(l)；△H=–571.6 kJ·
,试比较同质量的H2和C3H8燃烧，产生的热量比值约为（4）氢气是未来的能源，除来源丰富之外，还具有的优点是
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解题方法
【推荐2】化学反应总是伴随着能量的转化，给世界带来了生机和光明。
(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等多种作用。
①制作冷敷袋可以利用___________ 。(填字母)
a．放热的化学变化 b．吸热的化学变化 c．放热的物理变化 d．吸热的物理变化
②某品牌冷敷袋是利用十水合碳酸钠(
)与硝酸铵在一定条件下反应起作用的，该反应过程中有两种气体产生。反应的化学方程式为___________ 。该冷敷袋的缺点是___________ 。
(2)市场出现的“暖贴”中主要成分是铁粉、炭粉、少量氯化钠和水等，“暖贴”用塑料袋密封，使用时从塑料袋中取出轻轻揉搓就会释放热量，用完后袋内有大量铁锈生成。
①“暖贴”中炭粉的作用是___________ 。
②产生大量铁锈的主要原因是___________ 。
(3)氢能是发展中的新能源，与汽油相比，
作为燃料的优点是___________ 。直接燃烧的能量转换率___________ (填写“高于”或“等于”或“低于”)燃料电池。
(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等多种作用。
①制作冷敷袋可以利用
a．放热的化学变化 b．吸热的化学变化 c．放热的物理变化 d．吸热的物理变化
②某品牌冷敷袋是利用十水合碳酸钠(
)与硝酸铵在一定条件下反应起作用的，该反应过程中有两种气体产生。反应的化学方程式为(2)市场出现的“暖贴”中主要成分是铁粉、炭粉、少量氯化钠和水等，“暖贴”用塑料袋密封，使用时从塑料袋中取出轻轻揉搓就会释放热量，用完后袋内有大量铁锈生成。
①“暖贴”中炭粉的作用是
②产生大量铁锈的主要原因是
(3)氢能是发展中的新能源，与汽油相比，
作为燃料的优点是直接燃烧的能量转换率
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解题方法
【推荐3】科学家认为，氢气是一种高效而无污染的理想能源，近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展。
（1）为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是_________ 。（选填字母）
（2）用水分解获得氢气的能量变化如右图所示，表示使用催化剂是曲线_________ 。该反应为_________ (放热还是吸热)反应
（3）1g的氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量写出其完全燃烧的热化学方程式：_______________________________ 。
（4）利用氢气和CO合成二甲醚的三步反应如下：
① 2H2(g) + CO(g)
CH3OH(g)；ΔH ＝－90.8 kJ·mol－1
② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝－23.5 kJ·mol－1
③ CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)；ΔH＝－41.3 kJ·mol－1
总反应：3H2(g) + 3CO(g)CH3OCH3(g) + CO2(g)的ΔH＝_________
（5）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图所示实验：
①氢氧燃料电池中，正极的电极反应式为_________________ 。
②上图装置中，某一铜电极的质量减轻3.2g，则 a 极上消耗的O2在标准状况下的体积为
_________ L。
（6）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。则正极电极方程式_________ 。
（1）为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是
| A．电解水 | B．锌和稀硫酸反应 |
| C．光解海水 | D．分解天然气 |
（2）用水分解获得氢气的能量变化如右图所示，表示使用催化剂是曲线
（3）1g的氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量写出其完全燃烧的热化学方程式：
（4）利用氢气和CO合成二甲醚的三步反应如下：
① 2H2(g) + CO(g)
CH3OH(g)；ΔH ＝－90.8 kJ·mol－1② 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝－23.5 kJ·mol－1③ CO(g) + H2O(g)
CO2(g) + H2(g)；ΔH＝－41.3 kJ·mol－1总反应：3H2(g) + 3CO(g)
CH3OCH3(g) + CO2(g)的ΔH＝（5）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图所示实验：
①氢氧燃料电池中，正极的电极反应式为
②上图装置中，某一铜电极的质量减轻3.2g，则 a 极上消耗的O2在标准状况下的体积为
（6）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。则正极电极方程式
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