能源是人类共同关注的重要问题，甲烷是一种洁净的能源。(1)甲烷不仅能用作燃料，还可用于生产...

能源是人类共同关注的重要问题，甲烷是一种洁净的能源。

(1)甲烷不仅能用作燃料，还可用于生产合成气(CO和H2)。CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1。已知某些化学键的键能数据如下表：

则△H1=___________kJ·mol－1

(2)用合成气生成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2，在2L恒容密闭容器中，按物质的量之比1：2充入CO和H2，测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示，

200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示

①△H2___________0(填“>”“<”或“=”)

②下列说法正确的是___________(填字母序号)。

a.达平衡后往容器中充入稀有气体，压强增大，平衡向正反应方向移动

b.降低温度，该反应的平衡常数变大

C.容器内气体密度不变，反应达到最大限度

d.图中压强p1>p2

③200℃时，该反应的平衡常数K=___________。

(3)甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。则此燃料电池工作时，通入甲烷的电极为___________极，其电极反应式为______________________，通入氧气的电极反应式为：___________。

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能源是人类共同关注的重要问题。页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的天然气资源，页岩气的主要成分是甲烷，是公认的洁净能源。

（1）页岩气不仅能用作燃料，还可用于生产合成气(CO和H2)。CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1

已知：①CH4、H2、CO 的燃烧热（△H）分别为-a kJ•mol-1、-b kJ•mol-1、-c kJ•mol-1；

②H2O (l) =H2O(g)； △H=+dkJ•mol-1

则△H1= ___________（用含字母a、b、c、d的代数式表示）kJ•mol-1。

（2）用合成气生成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 △H2，在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示，200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示：

①△H2_________ (填“>”“<”或“ = ”)0。

②下列说法正确的是____________ (填标号）。

a.温度越高，该反应的平衡常数越大　　　 b.达平衡后再充入稀有气体，CO的转化率提高

c.容器内气体压强不再变化时，反应达到最大限度　　　　 d.图中压强p1<p2

③200℃时，该反应的平衡常数K =_______。

（3）甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。标准状况下通入5.6 L甲烷，测得电路中转移1.2 mol电子，则甲烷的利用率为_________。

（4）有人设计将两根 Pt 丝作电极插入 KOH 溶液中，然后向两极上分别通入乙醇和氧气而 构成燃料电池。则此燃料电池工作时，其电极反应式为：

负极：_____________

正极：_____________

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随着环保意识增强，清洁能源越来越受到人们关注。

（1）甲烷是一种理想的洁净燃料。已知：CH4（g）+2O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（g）；△H= -802.3kJ·mol-1　　 H2O（1）=H2O（g），△H =+44.0kJ·mol-l

写出常温常压下甲烷完全燃烧的热化学方程式____，计算4.8g甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出热量为____kJ。

（2）利用甲烷与水反应制备氢气，因原料廉价，具有推广价值。该反应为CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=+206.lkJ·mol-l。

①800℃时，反应的化学平衡常数K=l.0，某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如下表。

则此时正、逆反应速率的关系是正反应速率____逆反应速率。（填“＞”、“＜”、“＝”）

②为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响，某同学设计了以下三组对比实验（温度为360℃或480℃、压强为101 kPa或303 kPa，其余实验条件见下表）。

表中t=___，P=____；设计实验2、3的目的是____；实验l、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是____（用K1、K2、K3表示）。

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天然气既是高效洁净的能源，又是重要的化工原料，在生产、生活中用途广泛。

（1）已知25℃、101kPa时，1g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出37.96kJ热量，则该条件下反应2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)的ΔH=___kJ·mol-1。

（2）甲烷可以消除氮氧化物污染。如：CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。下列措施能够使该反应速率加快的是___。

a.使用催化剂　　　 b.降低温度　　　 c.及时分离水

（3）甲烷可直接应用于燃料电池，该电池采用可传导O2-的固体氧化物为电解质，其工作原理如图所示：

①外电路电子移动方向：___。（填“a极到b极”或“b极到a极”）。

②a极电极反应式为___。

③若燃料电池消耗的空气在标准状况下的体积是22.4L（假设空气中O2体积分数为20%），则理论上消耗甲烷___mol。

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甲酸钠广泛用作催化剂和稳定合成剂，印染行业的还原剂，还可用于生产保险粉、草酸和甲酸。用电石炉废气（CO 75～90%，以及少量CO2、H2S、N2、CH4等）其合成部分工艺流程如下：

（1）上述工艺用碱液洗涤的目的是　　 　　　　 　 ，可能发生的反应有　　　　　　　　 （列举两例）。

（2）上述合成工艺中采用循环喷射吸收合成，其目的是　　 　　 　 ；最后排空的尾气主要成分是　　　　　　　　　　　　　　 。

（3） 合成时，得到的HCOONa溶液溶质质量分数约为5%，合成塔反应液中分离出HCOONa·2H2O的主要步骤有　　　　　　 、　　　　　　 、　　　　　　 ，再经洗涤干燥得到。

（4） 甲酸钠高温时分解制取草酸钠的化学方程式为　　　　 。

（5） 在甲酸钠、氢氧化钠混合溶液中通入二氧化硫气体，可得到重要工业产品保险粉（Na2S2O4）同时产生二氧化碳，该反应离子方程式为　　　　　　　　　　 。

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甲烷是非常重要的能源和化工原料，请回答下列问题.

(1)如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为H2SO4溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒镀铜。

①a处应通入______(填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是___________；

②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH______(填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度_______；

③若实验过程中Ⅱ中的铜片质量减少了2.56g，则Ⅰ中理论上消耗CH4的体积(标准状况)______L。

（2）若将装置Ⅱ中的两电极均改为石墨惰性电极：

①写出装置Ⅱ中发生的总化学反应方式________________________________。

②若用Ⅱ电解200 mL 0.05 mol·L－1的CuSO4溶液，一段时间后溶液中的Cu2+恰好完全析出，恢复至室温，溶液pH=__________(忽略电解过程中溶液体积变化)；若想将上述电解后的溶液恢复为与电解前的溶液相同，可以加入一定质量的__________(填序号)；

a．Cu　　　　 b．CuO　　　　 c．Cu(OH)2　　 d．CuSO4

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天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。

（1）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH4。

写出CO与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式____________

已知： CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)　 ΔH＝－41kJ·mol－1

C(s)+2H2(g)CH4(g)　 ΔH＝－73kJ·mol－1

2CO(g)C(s)+CO2(g)　 ΔH＝－171kJ·mol－1

（2）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式________________________ 。

（3）天然气的一个重要用途是制取H2，其原理为：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示，则压强P1_________P2（填“大于”或“小于”）；压强为P2时，在Y点：v(正)___________v(逆)（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（4）以二氧化钛表面覆盖CuAl2O4为催化剂，可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。

①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示。250~300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________。

②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是________________。

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天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。

（1）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH4。

写出CO与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式____________

已知： CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)　 ΔH＝－41kJ·mol－1

C(s)+2H2(g)CH4(g)　 ΔH＝－73kJ·mol－1

2CO(g)C(s)+CO2(g)　 ΔH＝－171kJ·mol－1

（2）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式________________________ 。

（3）天然气的一个重要用途是制取H2，其原理为：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示，则压强P1_________P2（填“大于”或“小于”）；压强为P2时，在Y点：v(正)___________v(逆)（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（4）以二氧化钛表面覆盖CuAl2O4为催化剂，可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。

①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示。250~300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________。

②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是________________。

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甲烷是一种理想的洁净燃料，利用甲烷与水反应制备氢气，因原料廉价，具有推广价值。该反应为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H＞0　

(1)800℃时，反应的化学平衡常数K=l.0，某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如表。则此时正、逆反应速率的关系是____。

(2)为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响，某同学设计了以下三组对比实验（温度为360℃或480℃、压强为101 kPa或303 kPa，其余实验条件见下表）。

表中t=____ ，P=_____ ；设计实验2、3的目的是________________ ；

实验l、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是____（用K1、K2、K3表示）。

(3)一定温度下，在容积2L且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

经测定甲容器经过5min达到平衡，平衡后甲中气体的压强为开始的1.2倍，甲容器中该反应在5min内的平均速率υ(H2)＝_______，若要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则b的取值范围为________。

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