综合题12.0分
化学

氢能是理想的清洁能源,资源丰富。以太阳能为热源分解 Fe3O4 ,经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2 的过程如下:

20.过程Ⅰ:

①将O2分离出去,目的是提高Fe3O4  

②平衡常数K 随温度变化的关系是  

③在压强 p1下, Fe3O4的平衡转化率随温度变化的(Fe3O4) ~ T 曲线如图 1 所示。若将压强由p1增大到p2 ,在图1 中画出 p2 (Fe3O4) ~ T 曲线示意图。

21.过程Ⅱ的化学方程式是  

22.其他条件不变时,过程Ⅱ在不同温度下, H2 O的转化率随时间的变化(H2 O) ~ t曲线如图2 所示。比较温度T1 T2 T3的大小关系是      ,判断依据是  

23.科研人员研制出透氧膜(OTM) ,它允许电子、O 2-同时透过,可实现水连续分解制H2。工作时,CO、H 2O分别在透氧膜的两侧反应。工作原理示意图如下:

H2 O 在   侧反应(填“ a ”或“ b ”),在该侧H2 O 释放出 H2 的反应式是  

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

①转化率。

解析

①过程I 的反应中,分理出O2 可以使反应正向移动,提高Fe3O4 的转化率。

②本反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动。

③压强增大,平衡向气体系数减小的方向移动,转化率降低。

考查方向

本题主要考查了化学平衡的移动、电化学。

解题思路

①O2 可以使反应正向移动。

②本反应为吸热反应。

③压强增大,平衡向气体系数减小的方向移动。

易错点

根据原子守恒,完成配平;外界条件对平衡移动的影响。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

反应物为FeO 和H2O,生成物为Fe3O4 和H2。根据原子守恒,完成配平。

考查方向

本题主要考查了化学平衡的移动、电化学。

解题思路

根据原子守恒,完成配平。

易错点

根据原子守恒,完成配平;外界条件对平衡移动的影响。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

T 1>T2>T3;初始压强相同,浓度相同,图像斜率T 1>T2>T3,温度越高,反应速率越大,则说明T 1>T2>T3

解析

可以从图像斜率看出速率大小。温度与速率呈现正相关。得到T 1>T2>T3

考查方向

本题主要考查了化学平衡的移动、电化学。

解题思路

温度与速率呈现正相关。

易错点

根据原子守恒,完成配平;外界条件对平衡移动的影响。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

a;

解析

本实验利用水制取氢气,H2O 得电子生成H2 和O2-,O2-通过OTM 进入b 侧,所以H2O在a 侧,反应方程为

考查方向

本题主要考查了化学平衡的移动、电化学。

解题思路

H2O 得电子生成H2 和O2-,O2-通过OTM 进入b 侧。

易错点

根据原子守恒,完成配平;外界条件对平衡移动的影响。