甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源，研究其再生及合理利用有重要意义。请回答：(1)已知一定...

甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源，研究其再生及合理利用有重要意义。

请回答：

(1)已知一定条件下发生如下反应：

CO2(g)+2H2O(g)CH4(g)+2O2(g)　　 △H=+802kJ·mol－1。

将一定量的CO2(g)和H2O(g)充入10L密闭容器中，分别在催化剂M、N的作用下发生上述反应，CH4(g)的产量(n)与光照时间(t)和温度(T)变化的关系如图1所示。

①若甲烷的燃烧热(△H)为－890kJ·mol－1，则水的汽化热△H=___________。(汽化热指1mol液体转化为气体时吸收的热量)

②T1℃、催化剂M作用下，0~20h内该反应速率v(H2O)=___________。

③根据图1判断，T1___________T2(填“＞”“＜”或“=”)，理由为___________。

催化剂的催化效果：M___________N(填“强于”或“弱于”)。

(2)甲烷可用于制备合成气：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H。将CH4(g)和H2O(g)以物质的量之比为1：3充入盛有催化剂的刚性容器中发生该反应。相同时间段内测得CO的体积分数()与温度(T)的关系如图2所示。

①T0℃时，CO的体积分数最大的原因为_________________________________。

②若T0℃时，容器内起始压强为p0，CO的平衡体积分数为10%，则反应的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

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甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源，研究其再生及合理利用有重要意义。

请回答：

(1)已知一定条件下发生如下反应：

CO2(g)+2H2O(g)CH4(g)+2O2(g)　　 △H=+802kJ·mol－1。

将一定量的CO2(g)和H2O(g)充入10L密闭容器中，分别在催化剂M、N的作用下发生上述反应，CH4(g)的产量(n)与光照时间(t)和温度(T)变化的关系如图1所示。

①若甲烷的燃烧热(△H)为－890kJ·mol－1，则水的汽化热△H=___________。(汽化热指1mol液体转化为气体时吸收的热量)

②T1℃、催化剂M作用下，0~20h内该反应速率v(H2O)=___________。

③根据图1判断，T1___________T2(填“＞”“＜”或“=”)，理由为___________。

催化剂的催化效果：M___________N(填“强于”或“弱于”)。

(2)甲烷可用于制备合成气：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H。将CH4(g)和H2O(g)以物质的量之比为1：3充入盛有催化剂的刚性容器中发生该反应。相同时间段内测得CO的体积分数()与温度(T)的关系如图2所示。

①T0℃时，CO的体积分数最大的原因为_________________________________。

②若T0℃时，容器内起始压强为p0，CO的平衡体积分数为10%，则反应的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

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甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源，研究其再生及合理利用有重要意义。

请回答：

(1)已知一定条件下发生如下反应：

CO2(g)+2H2O(g)CH4(g)+2O2(g)　　 △H=+802kJ·mol－1。

将一定量的CO2(g)和H2O(g)充入10L密闭容器中，分别在催化剂M、N的作用下发生上述反应，CH4(g)的产量(n)与光照时间(t)和温度(T)变化的关系如图1所示。

①若甲烷的燃烧热(△H)为－890kJ·mol－1，则水的汽化热△H=___________。(汽化热指1mol液体转化为气体时吸收的热量)

②T1℃、催化剂M作用下，0~20h内该反应速率v(H2O)=___________。

③根据图1判断，T1___________T2(填“＞”“＜”或“=”)，理由为___________。

催化剂的催化效果：M___________N(填“强于”或“弱于”)。

(2)甲烷可用于制备合成气：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H。将CH4(g)和H2O(g)以物质的量之比为1：3充入盛有催化剂的刚性容器中发生该反应。相同时间段内测得CO的体积分数()与温度(T)的关系如图2所示。

①T0℃时，CO的体积分数最大的原因为_________________________________。

②若T0℃时，容器内起始压强为p0，CO的平衡体积分数为10%，则反应的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

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研究反应过程的热量变化对于生产生活有重要意义。

Ⅰ.甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在一定条件下合成甲醇。请按要求回答下列问题：

(1)反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)在使用和未使用催化剂时，反应过程和能量的对应关系如图所示。下列说法正确的是___(填字母代号)。

A．该可逆反应的正反应为吸热反应

B．断裂反应物中的化学键所吸收的总能量小于形成生成物中的化学键所释放的总能量

C．曲线b是使用了催化剂对应的曲线，且加入催化剂后，反应热变小

(2)CO、CO2和H2在合成过程中发生的主要反应如下：

①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1＝－99 kJ·mol－1

②CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－58 kJ·mol－1

③CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH3

则ΔH3＝____。

(3)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示：

则通入a气体的电极是电池的____(填“正”或“负”)极，其电极反应式为___。

Ⅱ.已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态下，有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如图所示：

(1)在一定温度下，测得硫蒸气的平均摩尔质量为80 g·mol－1，则该蒸气中S2的体积分数不小于_____。

(2)若已知硫氧键的键能为d kJ·mol－1，氧氧键的键能为e kJ·mol－1，S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－a kJ·mol－1，则S8中硫硫键的键能为_____。

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（20分）对气体的转化与吸收的研究，有着实际意义。

（1）一定条件下，工业上可用CO或CO2与H2反应生成可再生能源甲醇，反应如下：

3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H1=-49.0KJ/mol　　　 K1（Ⅰ）

2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)　　　　　　　　 △H2=-90.8KJ/mol　　 K2（Ⅱ）

则CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△H3=　　　　 KJ/mol和K3=　　　　 （用K1和K2表示）

（2）在一定温度下，将0．2mol CO2和0．8mol H2充入容积为2L的密闭容器中合成CH3OH（g）。

5min达到平衡时c(H2O)=0.025mol/L，则5min内v(H2)= _______mol/（L·min）。下图图像正确且能表明该反应在第5min时一定处于平衡状态的是______。

若改变某一条件，达到新平衡后CO2的浓度增大，则下列说法正确的是_______。

a．逆反应速率一定增大　　 b．平衡一定向逆反应方向移动

c．平衡常数不变或减小　　 d．CO2的物质的量可能减小

（3）反应II可在高温时以ZnO为催化剂的条件下进行。实践证明反应体系中含少量的CO2有利于维持ZnO的量不变，原因是_________（写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明；已知高温下ZnO可与CO发生氧化还原反应）。

（4）实验室里C12可用NaOH溶液来吸收。室温下，若将一定量的C12缓缓通入0．2mol/L NaOH溶液中，恰好完全反应得溶液A，反应过程中水的电离程度________（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），_________。溶液B为0．05mol/L的（NH4）2SO4溶液，则A、B两溶液中c(ClO－)、c(Cl－)、c(NH4＋ )、c(SO42-)由大到小的顺序为_________（已知：室温下HClO的电离常数Ka=3.2×10-8， NH3·H2O的电离常数Kb=1.78×10-5）。

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CO2催化加氢制取甲醇、乙醇等低碳醇的研究，对于环境问题和能源问题都具有非常重要的意义。已知一定条件下的如下反应：

CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)　　 ∆H =－49.0 kJ· mol-1

2CO2(g) + 6H2(g) CH3CH2OH(g) + 3H2O(g)　　 ∆H=－173.6 kJ· mol-1

下列说法不正确的是

A.CH3OH(g) + CO2(g) + 3H2(g) CH3CH2OH(g) + 2H2O(g)　　 ∆H＜0

B.增大压强，有利于反应向生成低碳醇的方向移动，平衡常数增大

C.升高温度，可以加快生成低碳醇的速率，但反应限度降低

D.增大氢气浓度可以提高二氧化碳的转化率

高三化学单选题中等难度题查看答案及解析

能源、环境与人类生活和社会发展密切相关，研究它们的综合利用有重要意义。

（1）二氧化碳能引起温室效应，而对二氧化碳的捕集、利用是当今世界能源领域的一个重要研究方向。工业上用CO2和H2在一定条件下反应可合成二甲醚，已知：CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g);△H1＝-53.7kJ/mol

CH3OCH3(g)+H2O(g)═2CH3OH(g);△H2＝+23.4kJ/mol

则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g);△H3＝________kJ/mol

（2）在一定条件下CO2和H2充入一定固定容积的密闭容器中，在两种不同温度下发生反应：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)，测得CH3OCH3(g)的物质的量随时间的变化如图1所示。

①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI________KⅡ(填“＞”或“＝”或“＜”)。

②一定温度下，若此反应在恒压容器中进行，不能判断该反应达到化学平衡状态依据的是______。

a．混合气体的密度　　　　　　　　　　　　　　 b．CH3OCH3(g)和H2O(g)体积比不变

c．c(H2)＝2c(H2O)　　　　　　　　　　　　　　 d．4个C＝O断裂的同时有6个H-O断裂

③一定条件下，上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某一个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________(填代号)。

A．CO2的转化率增大　　　　　　　　　　　　　　　　 B．逆反应速率先增大后减小

C．容器中的值变大　　　　　　　　　　　　　 D．平衡常数增大

（3）合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);△H。

①在某压强下，合成甲醇的反应在不同温度、不同投料比时，CO的转化率如图2所示。500K温度下，将2molCO和4molH2充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，则0～5min内的平均反应速率v(CH3OH)＝________。

②△H________0(填“＞”或“＝”或“＜”)。

③上述合成甲醇的过程中提高CO的转化率可采取的措施有________、________（回答2点）。

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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。

已知：,则反应______ 。

天然气的一个重要用途是制取，其原理为：。一定条件下，在密闭容器中，通入物质的量浓度均为的与，在发生反应时，测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示，

该反应的平衡常数表达式为______ 。

压强 ______ 填“大于”或“小于”；压强为时，在Y点：正 ______ 逆填“大于“、“小于”或“等于“。

天然气中的少量杂质常用氨水吸收，产物为。一定条件下向溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式为______ 。

工业上又常将从天然气分离出的，在高温下分解生成硫蒸气和，若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图2所示，在高温下分解反应的化学方程式为______ 。

科学家用氮化镓材料与铜组装如图3的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以和合成。

写出铜电极表面的电极反应式为______ 。

为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量______ 选填“盐酸”或“硫酸”。

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CO2既是温室气体，也是重要的化工原料，二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+ 2NO(g) N2(g)+CO2(g)　 △H，在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：

①若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2：3：3，则达到新平衡时NO的转化率______________（填“升高”或“降低”），△H_____0（填“>”或“<”）。

②根据图表数据分析T1℃时，该反应在0～10min内的平均反应速率v(N2)＝______________mol·L-1·min-1；计算该反应的平衡常数K＝_____________。

③若30min后只改变某一条件，据上表中的数据判断改变的条件可能是____________（填字母编号）。

A.加入合适的催化剂　　　　　　　　　　　 B.适当缩小容器的体积

C.通入一定量的NO　　　　　　　　　　　 D.加入一定量的活性炭

（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H1＝-49.1 kJ·mol－1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　　　 △H2＝-24.5 kJ·mol－1

写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式_______________________。

（3）二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池（电解质为KOH溶液）的负极反应式为：_______________________。

（4）常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3。

①若某次捕捉后得到pH=10 的溶液，则溶液中c(CO32-)∶c(HCO3-)=_______________。[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、 K2(H2CO3)=5×10-11]。

②欲用2LNa2CO3溶液将4.66gBaSO4 固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为__________________________。[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11，Ksp(BaCO3)=1×10-10]。（忽略溶液体积的变化）

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研究CO、SO2、NO等大气污染气体的综合处理与利用具有重要意义。

（1）以CO或CO2与H2为原料，在一定条件下均可合成甲醇，你认为用哪种合成设计线路更符合“绿色化学”理念：（用化学反应方程式表示）　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）如图所示是用于合成甲醇产品中甲醇含量的检测仪。写出该仪器工作时的电极反应式：

负极　　　　　　　　　　　　　　　 ，正极　　　　　　　　　　　　 。

（3）一定条件下，NO2和SO2反应生成SO3（g）和NO两种气体，现将体积比为1:2的NO2和SO2的混合气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是　　　　　　 。（填序号）

A．体系压强保持不变        　　　　　　　 B．混合气体颜色保持不变

C．SO3、NO的体积比保持不变    　　　　 D．每消耗 1 mol SO2，同时生成1 mol NO

当测得上述平衡体系中NO2与SO2体积比为1:6时，则该反应平衡常数K值为　　　　　　　　 ；

（4）工业常用Na2CO3饱和溶液回收NO、NO2气体：

NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 2NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2

若用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO、NO2混合气体，每产生标准状况下CO2 2．24L（CO2气体全部逸出）时，吸收液质量就增加4．4g，则混合气体中NO和NO2体积比为　　　　　　 。

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