在Zn/ZSM-5的催化作用下，甲烷与二氧化碳可以直接合成乙酸，其反应方程式为CH4(g)...

在Zn/ZSM-5的催化作用下，甲烷与二氧化碳可以直接合成乙酸，其反应方程式为CH4(g)+CO2(g)→CH3COOH(g)，该反应过程与能量的变化关系如图所示。下列说法错误的是（　　　　 ）

A.CO2的电子式：

B.乙酸的球棍模型：

C.该反应为吸热反应

D.该反应为化合反应

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在的催化作用下，甲烷与二氧化碳可以直接合成乙酸，其反应方程式为，该反应过程与能量的变化关系如图所示。下列说法错误的是（　　 ）

A.的电子式: B.乙酸的球棍模型

C.该反应为吸热反应 D.该反应为化合反应

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中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM－5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物，反应过程如图

下列说法正确的是

A.第i步反应为CO2＋H2＝CO＋H2O

B.第i步反应的活化能低于第ii步

C.Fe3(CO)12/ZSM－5使CO2加氢合成低碳烯的△H减小

D.添加不同助剂后，反应的平衡常数各不相同

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甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有：

（1）用CH4和O2直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　 。

（2）某温度下，向容积为4 L的容器通人6 mol CO2和6mol CH4，发生反应(i），平衡体系中各组分的体积分数均为，则此温度下该反应的平衡常数K=　　 　　　　　　 ，CH4的转化率为　 　　　　　 　 。该温度下反应达平衡后，将反应容器的容积增大至10L，平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”）方向移动。

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铁是一种非常重要的金属。

（1）中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应，反应过程如图。催化剂中添加助剂Na、K、Cu（也起催化作用）后可改变反应的选择性。

下列说法正确的是___。

A.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步

B.第ⅰ步所发生的反应为：CO2+H2CO+H2O

C.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小

D.保持其他条件不变，添加不同助剂后各反应的平衡常数不变

加入助剂K能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是___。

（2）纳米铁是重要的储氢材料，可用反应Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g)制得。在1L恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.24mol CO，在T1、T2不同温度下进行反应，测得c(CO)与温度、时间的关系如图所示。

①T1___T2，△H___0（填“＞”或“＜”）

②已知：标准平衡常数Kθ=，其中pθ为标准压强（1×105Pa），p[Fe(CO)5]、p(CO)为各组分的平衡分压。T2温度下，平衡时体系的压强为p，反应的标准平衡常数Kθ=___（用含p的最简式表示）

（3）高铁酸钾（K2FeO4）被称为“绿色化学”净水剂，在酸性至弱碱性条件下不稳定。

①电解法可制得K2FeO4，装置如图，若转移6mol电子则隔膜右边溶液增重___g。

②K2FeO4在水解过程中铁元素形成的微粒分布分数与pH的关系如图所示，向pH=6的溶液中加入KOH溶液，发生反应的离子方程式为___。

（4）复合氧化物铁酸锰（MnFe2O4）可用于热化学循环分解制氢气，原理如下：

①MnFe2O4(s)=MnFe2O(4-x)(s)+O2(g)△H1

②MnFe2O(4-x)(s)+xH2O(g)=MnFe2O4(s)+xH2(g)△H2

③2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H3

则：△H3与△H1、△H2的关系为___。

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以CH4、CO2为原料合成乙酸，是综合开发温室气体资源的新方向。

I．CH4.CO2催化重整间接制乙酸

CH4、CO2催化重整制合成气，再利用合成气制乙酸，涉及的反应如下：

反应l：CH4(g)＋CO2(g) ⇌2H2(g)＋2CO(g)△H

反应2：2H2(g)＋CO(g) ⇌CH3OH(g)△H=－90.9kJ·mol－1

反应3：CH3OH(g)＋CO(g) ⇌CH3COOH(g)△H=－118.2kJ·mol－1

(1)已知：CH4(g)＋CO2(g) ⇌ CH3COOH(g)△H=＋37.9kJ·mol－1则“反应l”的△H=_________

(2)“反应1”的化学反应速率v=k[]m·[]n,k为速率常数。1123K和1173K时，分别保持或不变，测得速率v与、的关系如图所示：

①由图可知，下列叙述正确的是_________(填标号)。

A．当10kPa≤≤25kPa时，m=l

B．其他条件不变，增大，速率v不一定增大

C．a、b、c三点速率常数的大小关系为：ka＞kb＞kc

②若初始时按n(CH4)：n(CO2)=1：1进气，且Kb=1.3×10－2mol·g－1·s－1·Kpa－2，则b点的化学反应速率v=_________mol·g－1·s－1。

(3)向盛有催化剂的刚性容器中通入等物质的量的CH4(g)和CO2(g)，发生“反应1”。在923K和1173K时，CH4(g)的转化率(α)与时间(t)的关系如图所示。

923K时，CH4(g)的平衡转化率α=_________，若平衡时体系的总压强为p0，平衡常数K923K=____(用含有p0的代数式表示)。

II．CH4、CO2两步法制乙酸

(4)反应CH4(g)+CO2(g)⇌CH3COOH(g)不能自发进行。将该反应拆分成两个连续的步骤进行，可在较温和的条件下实现上述转化，具体过程：

①第二步反应的化学方程式为_________

②为增大CH3COOH的平衡产率，从温度角度考虑，第一步反应在高温下进行，第二步反应在_________进行；从H2浓度的角度考虑，应采取的措施是_________。

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乙酸乙酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于化学工业。实验室制备乙酸乙酯的化学方程式：CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O，为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸收剂的作用，某同学利用下图所示装置进行了以下四个实验，实验开始先用酒精灯微热3 min，再加热使之微微沸腾3min。实验结束后充分振荡试管Ⅱ再测有机层的厚度，实验记录如下：

（1）实验D的目的是与实验C相对照，证明H＋对酯化反应具有催化作用。实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是________mL和________mol/L。

（2）分析实验________（填实验编号）的数据，可以推测出浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。浓硫酸的吸水性能够提高乙酸乙酯产率的原因是____________。

（3）加热有利于提高乙酸乙酯的产率，但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低，可能的原因是______________（答出两条即可）。

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(14分)氨是重要的化工原料，可以制尿素等多种产品

（1）合成氨所用的氢气可以甲烷为原料制得，有关化学反应的能量变化如下图所示。

（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合亚铜溶液来吸收原料氕中CO，其反应原理为：

[Cu(NH3)2CH3COO](l)＋CO(g)＋NH3(g)[Cu(NH3)3]CH3COO·CO(l)　　 H＜0，吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是　　　 (填写选项编号)。

A．高温、高压　　　 B．高温、低压

C．低温、低压　　　 D．低温、高压

（3）氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为：2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(g)　 △H<0，某温度下，向容器为100L的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO2的转化率为50%。该温度下次反应的平衡常数K为　　　　 。

（4）取两个相同的恒容容器，保持相同温度，并加入等量的CO2气体，根据实验数据绘制出(NH3)随时间(t)变化的曲线如图所示，若A、B分别为不同温度时测定的曲线，则____(填“A”或“B”)曲线所对应的实验温度高，判断的依据是　　　　　　 。

（5）已知某些弱电解质在水中的电离平衡常数(25 ℃)如下表：

现有常温下0．1 mol·L－1的(NH4)2CO3溶液，

①该溶液呈　　　　　 性(填“酸”、“中”、“碱”)，原因是　　　　　　　　 。

②该(NH4)2CO3溶液中各微粒浓度之间的关系式不正确的是　　　　　　　　 。

A．c(NH4＋　 )＞c(CO32 －)＞c(HCO3－　 )＞c(NH3·H2O)

B．c(NH4＋　 )＋c(H＋)=c(HCO3－　 )＞c(OH－)＋ c(CO32 －)

C．c(HCO3－　 )＋c(H2CO3)＋ c(CO32 －)=0.1 mol·L－1

D．c(NH4＋　 )＋c(NH3·H2O)=2c(CO32 －)＞2c(HCO3－　 )＋ 2c(H2CO3)

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甲烷在工农业生产、生活中有着重要作用，请回答下列问题。

(1)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)∆H1=-574kJ/mol

②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)∆H2

若在相同条件下，1molCH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867kJ，则∆H2=_________。

(2)用CH4催化还原NO，欲提高N2的平衡产率，应该采取的措施是_______(填序号)。

A．升高温度　　 B．增大压强　　 C．降低温度　　 D．降低压强

(3)一定温度下，在初始体积为2L恒压密闭容器中通入1molCH4和4molNO(假设只发生反应②)，20min后该反应达到平衡，测得容器中N2的物质的量为0.8mol。则从反应开始至刚达到平衡用NO表示的反应速率v(NO)=________________，该温度下反应的平衡常数K=_______________。(答案可用分数表示)

(4)为了提高CH4和NO转化为N2的产率，种学家寻找了一种新型的催化剂。将CH4和NO按一定比例、一定流速通过装有上述新型催化剂的反应器中，测得N2的产率与温度的关系如图所示，OA段N2产率增大的原因是_________。

(5)对于反应②而言，不同温度下，CH4的浓度变化如图所示，下列说法正确的是__________(填序号)。

A．T1大于T2　　　

B．c时二氧化碳的浓度为0.2mol/L

C．a点正反应速率大于b点的逆反应速率　　

D．a点的反应速率一定比c点的反应速率小

(6)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和Ｏ2，电解质为KOH溶液，该甲烷燃料电池中，负极反应方程式为_______。

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大气中CO2含量的增加会加剧温室效应，为减少其排放，需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。

以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化为乙酸，请写出该反应的化学方程式：____。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图所示。在温度为____时，催化剂的活性最好，效率最高。请解释图中250～400℃时乙酸生成速率变化的原因：250～300℃时___；300～400℃时___。

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