氢气不仅是新能源，也是重要的化工原料。（1）氢气可由甲烷制备:CH4 (g)+H2O(l)...

氢气不仅是新能源，也是重要的化工原料。

（1）氢气可由甲烷制备:CH4 (g)+H2O(l)CO(g)+3H2 (g)ΔH=+250.1 kJ·mol-1，已知298 K时，CH4(g)、CO(g)的燃烧热分别为890 kJ·mol-1、283 kJ·mol-1。写出氢气燃烧热的热化学方程式___________。

（2）利用反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 　ΔH合成清洁能源CH3OH，CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:

①该可逆反应的正反应ΔH______0；　 A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系是_____； 压强p1___p2(填“>”“<”或“=”)； 在T1和p2条件下，由D点到B点过程中，正、逆反应速率之间的关系:　 v正___v逆(填“>”“<”或“=”)。

②若在恒温恒容条件下进行上述反应，能表示该可逆反应达到平衡状态的是_____________________ (填序号)。

a.CO物质的量保持不变

b.单位时间内消耗CO的浓度和生成甲醇的浓度相等

c.混合气体的压强不再变化

d.混合气体的密度不再变化

③在2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在p2 (和T2条件下经10 min达到平衡状态C点，在该条件下，v(CH3OH)=______________________；平衡常数K为_________________________________

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氢气是一种清洁、高效新能源，也是重要的化工原料。

（1）工业上利用甲烷制备氢气的反应为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

已知：

①H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)　　　 △H1=-198kJ/mol

②CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)　　　　 △H2=-283kJ/mol

③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　　　 △H3=-846.3kJ/mol

则CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　　 △H4=________。

（2）工业上利用CO和H2合成清洁能源CH3OH，其反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　 △H=-116kJ/mo1

①如图表示CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的示意图。X表示的是_______，理由_________；Y1_____Y2(填“<”“=”或“>”)。

②在2L恒容密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在一定条件下经过10 min达到平衡状态c点处。则在该条件下，从开始至达到平衡状态v(CH3OH)=_______________，平衡常数Ka、Kb、Kc 的大小关系：___________。

③下列措施既能增大反应速率又能提高反应物的转化率的是_______。

A．使用催化剂　　　 B．及时分离CH3OH　　　　 C．升高温度　　　 D．增大压强

（3）已知燃料电池的比能量与单位质量燃料物质失去的电子数成正比。理论上H2、CH4、CH3OH的碱性电池的比能量由大到小的顺序为___________。

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氢气是一种清洁、高效新能源，也是重要的化工原料。

(1)工业上利用甲烷制备氢气的反应为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

已知:

①H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H1=-198kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)　　　　 △H2=-576kJ/mol

③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)　　　 △H3=-846.3kJ/mol

则CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　　 △H4=________。

(2)工业上利用CO和H2合成清洁能源CH3OH,其反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　 △H=-116kJ/mo1

①如图表示CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的示意图。X表示的是_______，理由_________；Y1_____Y2 (填“<”、“=”、“>”)。

②在2L恒容密闭容器中充入2molCO和4molH2，在一定条件下经过10min达到平衡状态c 点处。则在该条件下，从开始至达到平衡状态v(CH3OH)=________，平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系:____________。

③下列措施既能增大反应速率又能提高反应物的转化率的是_______。

A.使用催化剂　　　 B.及时分离CH3OH　　　　 C.升高温度　　　 D.增大压强

(3)已知燃料电池的比能量与单位质量燃料物质失去的电子数成正比。理论上H2、CH4、CH3OH的碱性电池的比能量由小到大的顺序为___________。

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甲烷水蒸气的重整反应是工业制备氢气的重要方式，其化学反应方程式为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。回答下列问题：

（1）已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　　　 ∆H1=-890.3kJ·mol-1

CO(g)+O2(g)=CO(g)　　　 ∆H2=-283.0kJ·mol-1

H2(g)+O2(g)=H2O(l)　　　 ∆H3=-285.8kJ•mol-1

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)　　　 ∆H4=-41.0kJ•mol-1

则甲烷水蒸气重整反应的△H=__kJ·mol-1。

（2）通过计算机模拟实验，对400~1200℃、操作压强为0.1MPa条件下，不同水碳比(1~10)进行了热力学计算，反应平衡体系中H2的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如图所示。

①H2的物质的量分数与水碳比(1~10)的关系是平衡温度一定时，__；其原因是__。

②据模拟实验可知，平衡温度为900℃，水碳比为1.0时，H2的物质的量分数为0.6，CH4的转化率为__，其压强平衡常数为__；反应速率方程为v=kp(CH4)p-1(H2)，此时反应速率=__(已知：气体分压=气体的物质的量分数×总压，速率方程中k为速率常数)。

（3）厌氧细菌可将葡萄糖转化为CH4和H2，pH为5.5时不同热预处理温度和时间下的甲烷和氢气的产率如图所示，若要提高H2的产率，最佳温度为__；与甲烷水蒸气重整制氢相比其优点有__(至少写两点)。

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甲烷水蒸气的重整反应是工业制备氢气的重要方式，其化学反应方程式为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。回答下列问题：

（1）已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　　　 ∆H1=-890.3kJ·mol-1

CO(g)+O2(g)=CO(g)　　　 ∆H2=-283.0kJ·mol-1

H2(g)+O2(g)=H2O(l)　　　 ∆H3=-285.8kJ•mol-1

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)　　　 ∆H4=-41.0kJ•mol-1

则甲烷水蒸气重整反应的△H=__kJ·mol-1。

（2）通过计算机模拟实验，对400~1200℃、操作压强为0.1MPa条件下，不同水碳比(1~10)进行了热力学计算，反应平衡体系中H2的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如图所示。

①H2的物质的量分数与水碳比(1~10)的关系是平衡温度一定时，__；其原因是__。

②据模拟实验可知，平衡温度为900℃，水碳比为1.0时，H2的物质的量分数为0.6，CH4的转化率为__，其压强平衡常数为__；反应速率方程为v=kp(CH4)p-1(H2)，此时反应速率=__(已知：气体分压=气体的物质的量分数×总压，速率方程中k为速率常数)。

（3）厌氧细菌可将葡萄糖转化为CH4和H2，pH为5.5时不同热预处理温度和时间下的甲烷和氢气的产率如图所示，若要提高H2的产率，最佳温度为__；与甲烷水蒸气重整制氢相比其优点有__(至少写两点)。

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甲烷水蒸气的重整反应是工业制备氢气的重要方式，其化学反应方程式为CH4(g)+H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。回答下列问题：

（1）已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　　　　 ΔH1=-890.3kJ·mol-1

CO(g)＋0.5O2(g)=CO2(g)　　　　　 ΔH2=-283.0kJ·mol-1

H2(g)＋0.5O2(g)=H2O(l)　　　　　 ΔH3=-285.8kJ·mol-1

CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)　　　　 ΔH4=-41.0kJ·mol-1

则甲烷水蒸气重整反应的ΔH=_____kJ·mol-1。

（2）通过计算机模拟实验，对400～1200℃、操作压强为0.1MPa条件下，不同水碳比（1～10）进行了热力学计算，反应平衡体系中H2的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如图所示。

①温度一定时，H2的物质的量分数与水碳比（1～10）的关系是_____，产生该结论的原因是_____。

②据模拟实验可知，平衡温度为900℃，水碳比为1.0时，H2的物质的量分数为0.6，CH4的转化率为_____，其压强平衡常数为_____；反应速率方程为v=kp(CH4)p-1(H2)，此时反应速率v=_____。

（已知：气体分压=气体的物质的量分数×总压，速率方程中k为速率常数）。

（3）厌氧细菌可将葡萄糖转化为CH4和H2，pH为5.5时不同热预处理温度和时间下的甲烷和氢气的产率如图所示，若要提高H2的产率，最佳温度为_____。

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氨是最重要的化工产品之一。

（1）合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH₄(g)+H₂O(g）CO(g)+3H₂(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示。CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CO(g)和H₂(g)的热化学方程式为________。

（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中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）用氨气制取尿素[CO(NH₂)₂]的反应为：2NH₃(g)+CO₂(g)CO(NH₂)₂(l)+H₂O(g）  △H＜0。某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH₃和2molCO₂，该反应进行到40 s时达到平衡，此时CO₂的转化率为50%。该温度下此反应平衡常数K的值为________。下图中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中的NH₃浓度变化。若反应延续至70s，保持其它条件不变情况下，请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。

（4）将尿素施入土壤后，大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用，尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下，转化为碳酸铵。已知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你认为该溶液呈________性（填“酸”、“中”、“碱”），原因是________。

②就该溶液中粒子之间有下列关系式，你认为其中正确的是________。

A．c(NH₄⁺)＞c(CO₃^2-)＞c(HCO₃^-)＞c(NH₃·H₂O)

B．c(NH₄⁺)+c(H⁺)＝c(HCO₃^-)+c(OH^-)+c(CO₃^2-)

C．c(CO₃^2-）+ c(HCO₃^-）+c(H₂CO₃)＝0.1 mol·L^-1

D．c(NH₄⁺)+ c(NH₃·H₂O)＝2c(CO₃^2-）+ 2c(HCO₃^-）+2c(H₂CO₃)

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（15分）氨是最重要的化工产品之一。

（1）合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为　　　　　　 。

（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中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）用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)　　 △H＜0

某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2，该反应进行到40 s时达到平衡，此时CO2的转化率为50%。该温度下此反应平衡常数K的值为_________。下图中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中的NH3浓度变化。若反应延续至70s，保持其它条件不变情况下，请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。

（4）将尿素施入土壤后，大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用，尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下，转化为碳酸铵。已知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你认为该溶液呈　　　　　　 性（填“酸”、“中”、“碱”），原因是　　　　　　 　　　　　　　　　　 。

②就该溶液中粒子之间有下列关系式，你认为其中正确的是　　　　　　　　　　　 。

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

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

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

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

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氢气既是最理想的能源又是重要的化工原料，用甲烷制氢气是一种廉价的制氢方法。有关的热化学方程式如下：

①CH4(g)＋O2(g)CO(g)＋2H2(g)　ΔH<0

②CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH>0

下列说法不正确的是(　　)

A．当反应①中v(CH4)正＝v(CO)逆时，表明该反应达平衡状态

B．其他条件不变时，增大体系压强，反应①、②中甲烷的转化率均减小

C．使用高效催化剂可以加快反应速率，同时提高CH4的转化率

D．同一容器内同时发生反应①与②时，容器内温度可能保持不变

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甲烷和氨在国民经济中占有重要地位。

（1）制备合成氨原料气H₂，可用甲烷蒸汽转化法，主要转化反应如下：

CH₄(g) + H₂O(g)  CO(g) + 3H₂(g)    ΔH = +206.2 kJ/mol

CH₄(g) + 2H₂O(g)  CO₂(g) +4H₂(g)   ΔH = +165.0kJ/mol

上述反应所得原料气中的CO能使氨合成催化剂中毒，必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO₂，同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应，该反应的热化学方程式是________。

（2）工业生产尿素的原理是以NH₃和CO₂为原料合成尿素[CO(NH₂)₂]，反应的化学方程式为：2NH₃ (g)+ CO₂ (g) CO(NH₂)₂ (l) + H₂O (l)，该反应的平衡常数和温度关系如下：

① 反应热ΔH（填“＞”、“＜”或“＝”）_______0。

② 在一定温度和压强下，若原料气中的NH₃和CO₂的物质的量之比（氨碳比），下图是氨碳比（x）与CO₂平衡转化率（α）的关系。求图中的B点处，NH₃的平衡转化率。

（3）已知甲烷燃料电池的工作原理如下图所示。该电池工作时，a口放出的物质为_________，该电池正极的电极反应式为：____ ，工作一段时间后，当3.2g甲烷完全反应生成CO₂时，有________mol 电子发生转移。

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