CO、H2 是重要的工业原料，在高温、催化剂存在的条件下，可用甲烷 和水蒸气为原料制取它：...

CO、H2 是重要的工业原料，在高温、催化剂存在的条件下，可用甲烷 和水蒸气为原料制取它：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　 ΔH0

（1）已知：

① 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-484kJ·mol-1

② CH4(g)+1.5O2(g)=CO(g)+2H2O(g)　 ΔH2=-564kJ·mol-1。

则ΔH0 =_____。

（2）一定温度下，将一定量甲烷与水蒸气的混合气体置于某密闭容器中发生反应 生成 CO、H2，测得反应体系中平衡时的某种量值 X 与温度(T)、压强(P)之间的关系如图 所示：

若 X 表示 CH4 的百分含量，则 T1_________T2（填“>”“<”“无法确定”，下同），X 还可 以表示_____（在下列选项中选填序号）,a、b 两点的平衡常数 K(a) ____K(b)。

A．混合气体的平均摩尔质量　　 B．CO 的产率　　 C．ΔH 值

（3）若在 T3 时将 4mol H2O(g)与 a mol CH4 置于 2L 恒容密闭容器中，测得 CO 的 浓度(mol/L)与时间 t(min)的关系如图 所示。

①反应 4min 后达平衡， 反应 4min 内用 H2浓度变化表示的反应速率 v(H2)=__________________

②若在第 5 分钟时改变条件，CO 浓度变化曲线如图 所示，则改变条件可能是____________

（4）从焓变角度上看，反应 CO2(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)+O2(g)_____（填“具 有”或“不具有”）自发性。

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（12分）利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H₂，再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题：

（1）甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH₄＋H₂O＝CO＋3H₂。部分物质的燃烧热数据如下表：

已知1 mol H₂O(g)转变为1 mol H₂O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH₄和水蒸气在高温下反应的热化学方程式________。

（2）500℃、50MPa时，在容积为V L的容器中加入1 mol N₂、3 mol H₂，，此时N₂的转化率为a。则平衡时NH₃的浓度为________。

（3）1,3―丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下：

某化工厂已购得乙烯11.2 t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H₂可由以下两个反应获得：

C+H₂OCO+H₂     CH₄+H₂OCO+3H₂

假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H₂、反应③中H₂的转化率都为80%，计算至少需要焦炭________吨、甲烷________吨，

才能满足生产需要。

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利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H₂，再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题：

（1）甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH₄+H₂O      CO+3H₂。部分物质的燃烧热数据如下表：

已知1 mol H₂O(g)转变为1 mol H₂O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH₄和水蒸气在高温下反应的热化学方程式。

（2）500℃、50MPa时，在容积为V L的容器中加入1 mol N₂、3 molNH₃，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时CH₄的转化率为a。则K和a的关系是K＝。

（3）1,3―丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下：

某化工厂已购得乙烯11.2 t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H₂可由以下两个反应获得：C+H₂OCO+H₂     CH₄+H₂OCO+3H₂

假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H₂、反应③中H₂的转化率都为80%，计算至少需要焦炭、甲烷各多少吨，才能满足生产需要？

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氢气是重要的化工原料，甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下生成一氧化碳和氢气，工业上称为“甲烷蒸气转化法”。

（1）已知有关反应的能量变化如下图：

则甲烷和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式为_______________________________；

（2）已若该反应在700℃，1 MPa时，1 mol CH4与1 mol H2O在1 L的密闭容器中反应，反应中氢气浓度随时间的变化如右图，6min达到平衡。该温度下反应的平衡常数为______________（结果保留小数点后一位数字）。由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是_____________，采取的措施可能是___________________。

（3）右图中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1Mpa、2Mpa时甲烷含量曲线，其中表示1Mpa的是________（填字母）。

在实际生产中采用图中M点而不是N 点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑实际生产，说明选择该反应条件的主要原因是________________________________。

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Ⅰ．CO和H2的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，工业上利用天然气（主要成分为CH4）与水进行高温重整制备合成气。

（1）用甲烷与水蒸气制备合成气，每生成1mol合成气，需要供给51.5 kJ热量。该反应的热化学方程式为_____________________________________________________。　　　　　　　　

（2）在一定温度下，向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g)，发生反应： CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)。测得CH4和H2的物质的量浓度随时间变化如下表所示：

①该反应第一次达平衡时的平衡常数K=_______________。　　　　　　　　

②3min时改变的反应条件是__________________（只填一种条件的改变即可）。

（3）已知一定压强下，温度、投料比X[n(CH4)/n(H2O)]对该反应的影响如图所示。图1中的两条曲线所示投料比的关系X1 ______X2(填“=”、“>”或“<”)。

Ⅱ．（4）已知常温下HCOOH的电离常数为，则HCOO—的水解反应HCOO- + H2O 　 HCOOH + OH-的平衡常数K h =__________________。

（5）常温下，将a mol／L的HCOOH溶液与a/2mol／L的NaOH溶液等体积混合后，溶液中各离子浓度由大到小的顺序是______________________________。

（6）常温下，在a mol／L的HCOOH溶液中加入等体积的bmol／L的NaOH溶液至溶液呈中性，此时溶液中HCOOH的物质的量浓度为______________________。

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甲烷以天然气和可燃冰两种主要形式存在于地球上，储量巨大，充分利用甲烷对人类的未来发展具有重要意义。

（1）乙炔（CH≡CH）是重要的化工原料。工业上可用甲烷裂解法制取乙炔，反应为：2CH4(g）C2H2(g）+ 3H2(g）。甲烷裂解时还发生副反应： 2CH4(g）C2H4(g）+2H2(g）。甲烷裂解时，几种气体平衡时分压（Pa）的对数即lgP与温度（℃）之间的关系如图所示。

①1725℃时，向恒容密闭容器中充入CH4，达到平衡时CH4生成C2H2的平衡转化率为_______。

②1725℃时，若图中H2的lgP=5，则反应2CH4(g）C2H2(g）+ 3H2(g）的平衡常数Kp=_________（注：用平衡分压Pa代替平衡浓度mol/L进行计算）。

③根据图判断，2CH4(g）C2H2(g）+3H2(g）△H_____0（填“＞”或“＜”）。由图可知，甲烷裂解制乙炔过程中有副产物乙烯生成。为提高甲烷制乙炔的产率，除改变温度外，还可采取的措施有_______。

（2）工业上用甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下制得合成气（CO、H2），发生反应为：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　 △H＞0　　

图中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1MPa、2MPa时甲烷含量曲线，其中表示1MPa的是________（填字母）。在实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑实际生产，说明选择该反应条件的主要原因是__________。

（3）利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体，在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原理如图所示:

已知： CH4(g)+ H2O(g) CO (g )+ 3H2(g)　　 △H =+206.2 kJ/mol

CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g )+4H2(g)　　 △H =+158.6 kJ/mol

则：

①过程II中第二步反应的化学方程式为__________。

②只有过程I投料比=______，过程II中催化剂组成才会保持不变。

③该技术总反应的热化学方程式为_______________。

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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”）。 求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K=　　　　　　 。（计算结果保留两位有效数字）

(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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CH4和H2O在一定条件下, 可以转化为合成一系列有机化合物、氨的重要原料(CO+H2)，这种方法称作甲烷水蒸气重整法制合成气，其能量变化如图:

（1）甲烷水蒸气重整法制合成气的热化学方程式为_______；该反应只有在_____（填“高温”、“低温”或“常温”）才自发进行。

（2）下列有关甲烷水然气重整法制合成气的说法正确的是_____（填字母）。

A.相同条件下，该反应的逆反应更易发生

B.恒温恒容时充入一定量CO2，可促进CH4转化并可调节CO和H2的比例

C.若反应的高效催化剂为A，则A一定是CO和H2合成CH4的高效催化剂

D.恒温时向上述平衡体系中充入少量Ar，平衡一定不移动

E.有副反应：H2O+COCO2+H2

（3）在恒容密闭容器中充入2mol的CH4和H2O(g)混合气体，且CH4和H2O(g)的物质的量之比为x，相同温度下测得H2平衡产率与x的关系如图所示。请问a、b两点比较（填“>”、“<”、“=”）；CH4的转化率a点____b点，a点CH4的浓度_____b点H2O(g)的浓度，氢气的产率a点_____b点。

（4）当充入CH4和H2O(g)物质的量之比1:2.2时，温度、压强p对平衡时CO体积分数φ(CO)的影响如图，则压强由大到小的排序是_____；当T<450℃和T≥1000℃时，压强p对φ(CO)几乎无影响的原因是_____________________。

（5）在下图左室充入1molCH4和H2O(g)混合气体(物质的量之比为1:1)，恒温条件下反应建立平衡，测得CH4的转化率为50%，则其平衡常数为_________ 。

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CH4和H2O在一定条件下, 可以转化为合成一系列有机化合物、氨的重要原料(CO+H2)，这种方法称作甲烷水蒸气重整法制合成气，其能量变化如图:

（1）甲烷水蒸气重整法制合成气的热化学方程式为_______；该反应只有在_____（填“高温”、“低温”或“常温”）才自发进行。

（2）下列有关甲烷水然气重整法制合成气的说法正确的是_____（填字母）。

A.相同条件下，该反应的逆反应更易发生

B.恒温恒容时充入一定量CO2，可促进CH4转化并可调节CO和H2的比例

C.若反应的高效催化剂为A，则A一定是CO和H2合成CH4的高效催化剂

D.恒温时向上述平衡体系中充入少量Ar，平衡一定不移动

E.有副反应：H2O+COCO2+H2

（3）在恒容密闭容器中充入2mol的CH4和H2O(g)混合气体，且CH4和H2O(g)的物质的量之比为x，相同温度下测得H2平衡产率与x的关系如图所示。请问a、b两点比较（填“>”、“<”、“=”）；CH4的转化率a点____b点，a点CH4的浓度_____b点H2O(g)的浓度，氢气的产率a点_____b点。

（4）当充入CH4和H2O(g)物质的量之比1:2.2时，温度、压强p对平衡时CO体积分数φ(CO)的影响如图，则压强由大到小的排序是_____；当T<450℃和T≥1000℃时，压强p对φ(CO)几乎无影响的原因是_____________________。

（5）在下图左室充入1molCH4和H2O(g)混合气体(物质的量之比为1:1)，恒温条件下反应建立平衡，测得CH4的转化率为50%，则其平衡常数为_________ 。

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