科学家开发出一种“洁净煤技术”，通过向地下煤层“气化炉”中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续...

科学家开发出一种“洁净煤技术”，通过向地下煤层“气化炉”中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。“气化炉”中主要反应有：C(s)++H2O (g) =CO(g)+H2(g)　　 △H= +131.3 kJ•mol-1

CO(g)+H2O(g) =CO2(g)+H2(g)　　 △H= — 41.2kJ•mol-1

（1）气化炉中CO2与C反应转化为CO，该反应的热化学方程式是 __________________________________。

（2）用煤炭气合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中，将CO和H2按物质的量1：2混合反应，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示：

①生成甲醇的反应为_______（填“放热”或“吸热”）。

②图中两条曲线分别表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化，其中代表压强是5.0MPa的曲线是____________（填“A”或“B”）。

③在不改变反应物用量的前提下，为提高CO转化率可采取的措施有 _______________________ 。

④压强为0.1MPa、温度为200℃时，平衡混合气中甲醇的物质的量分数是 _______________。

（3）某新型电池以熔融碳酸盐作电解质，在650℃下工作，负极通入煤炭气，正极通入空气与CO2的混合气．电池的正极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32—，负极反应式为 ___________________和_________________。

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科学家开发出一种“洁净煤技术”，通过向地下煤层“气化炉”中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。“气化炉”中主要反应有：

C(s)+ +H2O (g) =CO(g)+H2(g)　　 △H= +131.3 kJ•mol-1

CO(g)+H2O(g) =CO2(g)+H2(g)　　 △H= — 41.2kJ•mol-1

（1）气化炉中CO2与C反应转化为CO，该反应的热化学方程式_____________。

（2）用煤炭气合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中，将CO和H2按物质的量1：2混合反应，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：

①生成甲醇的反应为_______（填“放热”或“吸热”）。

②图中两条曲线分别表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化，其中代表压强是5.0MPa的曲线是____________（填“A”或“B”）。

③在不改变反应物用量的前提下，为提高CO转化率可采取的措施有(写两条措施) _________。

④压强为0.1MPa、温度为200℃时，平衡混合气中甲醇的物质的量分数是 _______________。

（3）某新型电池以熔融碳酸盐作电解质，在650℃下工作，负极通入煤炭气，正极通入空气与CO2的混合气．电池的正极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32—，负极反应式为 ___________________和___________________。

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科学家开发出一种“洁净煤技术”，通过向地下煤层“气化炉”中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。“气化炉”中主要反应有：C(s)+ +H2O (g) =CO(g)+H2(g)　　 △H= +131.3 kJ•mol-1

CO(g)+H2O(g) =CO2(g)+H2(g)　　 △H= — 41.2kJ•mol-1

（1）气化炉中CO2与C反应转化为CO，该反应的热化学方程式是 __________________________________。

（2）用煤炭气合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中，将CO和H2按物质的量1：2混合反应，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示：

①生成甲醇的反应为_______（填“放热”或“吸热”）。

②图中两条曲线分别表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化，其中代表压强是5.0MPa的曲线是____________（填“A”或“B”）。

③在不改变反应物用量的前提下，为提高CO转化率可采取的措施有 _______________________ 。

④压强为0.1MPa、温度为200℃时，平衡混合气中甲醇的物质的量分数是 _______________。

（3）某新型电池以熔融碳酸盐作电解质，在650℃下工作，负极通入煤炭气，正极通入空气与CO2的混合气．电池的正极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32—，负极反应式为 ___________________和_________________。

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I．“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛．生产煤炭气的反应之一是：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　 △H=+131.4kJ/mol

（1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L，用H2O表示0～5min的平均反应速率为　　　　　　　　　　 。

（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是　　　　　　　　 ．

A．CO的含量保持不变　　　　　　　 B．v正(H2O)=v正(H2)

C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

（3）若上述反应在t0时刻达到平衡(如图)，在t1时刻改变某一条件，请在图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化：

①缩小容器体积，t2时到达平衡（用实线表示）；

②t3时平衡常数K值变大，t4到达平衡（用虚线表示）。

（4）在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇（化学式为CH3OH），CH3OH和CO的燃烧热分别为725.8kJ/mol，283.0kJ/mol，1molH2O(l)变为H2O(g)吸收44.0 kJ的热量，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式 　　　　　　　　　 　　　　　　 。

II．实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识，解决下列问题：

（1）已知某反应的平衡常数表达式为：，它所对应的化学方程式为　　 　　　　 　 。

（2）已知在400℃时，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0的K=0.5,则400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应V(N2)正 　　　　 V(N2)逆（填：＞、＜、＝、不能确定）。欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH3的体积百分数增加，可采取的正确措施是　　 　　　　　　　 　 （填序号）

A、缩小体积增大压强　 　 B、升高温度　　 C、加催化剂　　 D、使氨气液化移走

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(14分) “洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m^-3的煤炭气，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛。

（1）已知：

C(s)+O₂(g)=CO₂(g)　　ΔH₁＝—393.5 kJ·mol^-1　　①

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)　　ΔH₂＝—483.6 kJ·mol^-1　　 ②

C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)　ΔH₃＝＋131.3 kJ·mol^-1　  ③

则反应CO(g)+H₂(g) +O₂(g)= H₂O(g)+CO₂(g)，ΔH= 　　　　kJ·mol^-1。标准状况下的煤炭气（CO、H₂）33.6 L与氧气完全反应生成CO₂和H₂O，反应过程中转移　　　mol e^-。

（2）工作温度650℃的熔融盐燃料电池，是用煤炭气（CO、H₂）作负极燃气，空气与CO₂的混合气体在正极反应，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔点混合物做电解质，以金属镍（燃料极）为催化剂制成的。负极的电极反应式为：CO+H₂-4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O；则该电池的正极反应式为　　                             　　。

（3）密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)；CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如右图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为V_AL，则该温度下的平衡常数K=　　              　　；A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)_总：n(B)_总=　　 　　。

②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间t_A　　 　　t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是　     　　。

A 降温     B 加压     C 使用催化剂    D 将甲醇从混合体系中分离出来

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“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m^-3的煤炭气，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛。

（1）已知：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)   ΔH₁＝—393.5 kJ·mol^-1   ①

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)  ΔH₂＝—483.6 kJ·mol^-1   ②

C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) ΔH₃＝＋131.3 kJ·mol^-1   ③

则反应CO(g)+H₂(g) +O₂(g)= H₂O(g)+CO₂(g)，ΔH= ________kJ·mol^-1。标准状况下的煤炭气（CO、H₂）33.6 L与氧气完全反应生成CO₂和H₂O，反应过程中转移________mol e^-。

（2）密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)；CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为V_AL，则该温度下的平衡常数K=________；A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)_总：n(B)_总=________。

②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间t_A________t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是________。

A.降温     B.加压     C.使用催化剂    D.将甲醇从混合体系中分离出来

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下列关于能源的说法不正确的是（　 ）

A．通过煤的气化和液化获得洁净的燃料

B．加快核能、太阳能、风能等新能源的的开发利用

C．减少资源消耗，注重资源的重复使用、资源的循环再生

D．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源

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我国煤炭资源丰富，通过煤的气化和液化。能使煤炭得以更广泛的应用。

I．先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制取H2，反应为CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)

（1）向2L恒容密闭容器中充入CO和水蒸气，800℃时测得部分数据：

从反应开始到2min时，υ(H2)为___________________；该温度下反应的平衡常数K=__________。

（2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO、3mol水蒸气、2molCO2、2mol H2，此时υ正____υ逆（填“>”、“<”或“=”）。

II．利用CO生产燃料甲醇（CH3OH），一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，图a表示反应中能量的变化，图b表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH的浓度随时间的变化：

（1）在图a中，曲线_____（填“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于_______反应（填“吸热”或“放热”）；若保持其他条件不变，将反应体系升温，则该反应的平衡常数将______（填“变大”、“变小”或“不变”）。

（2）下列说法正确的是_______（填序号）。

① 起始充入的CO为2mol

② 增加CO浓度，CO的转化率增大

③ 当混合气体的密度不变时，反应达到平衡

④ 保持温度和容积不变，再充入2molCO和4mol H2，再次达平衡时 会减小

（3）若在相同情况下，最初向容器中充入____mol CH3OH(g)，可以达到上述同样的平衡状态。

（4）请在下图中画出平衡时甲醇的百分含量随压强的变化曲线，要求画温度不同的2条曲线（在曲线上标出T1、T2且T1<T2）。____________

。

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煤的主要组成元素是碳、氢、氧、硫、氮，燃煤产生CxHy、SO2等大气污染物，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。回答下列问题:

（1）利用煤的气化获得的水煤气( 主要成分为CO、CO2和H2 )在催化剂作用下可以合成绿色燃料甲醇。

已知: H2O(1) = H2O(g)　 ΔH1= +44 .0kJ/mol

CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(l) ΔH2=-3.0kJ/mol

CO2(g)+3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g)　 ΔH3=-58.7 kJ/mol

写出由CO与H2制备CH3OH 气体的热化学方程式____________。

（2）甲醇和CO2可直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3简称DMC) ;

2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH4<0

①该化学反应的平衡常数表达式为K=__________

②在恒温恒容密闭容器中发生上述反应,能说明反应达到平衡状态的是________(填编号)。

A.V正(CH3OH)= 2V逆(H2O)

B.容器内气体的密度不变

C.容器内压强不变

D.CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变

（3）利用甲醇可制成微生物燃料电池(利用微生物将化学能直接转化成电能的装置)。某微生物燃料电池装置如图所示:

A极是_____极(填“正”或“负”)，其电极反应式是_______。该电池不能在高温下工作的理由是________。

（4）一定条件下，在体积为5 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)根据题意完成下列各题：

①在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝________________

②在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是_____

A．氢气的浓度减少　　　　　　

b.正反应速率加快，逆反应速率也加快

c.　 甲醇的物质的量增加　　

d. 重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大

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（5分）氢能是高效、清洁能源，制氢技术的研究开发是氢能利用的必由之路。燃料水蒸气重整法是一种有效、经济、广泛采用的制氢方法，它是通过水蒸气与燃料间的反应来制取氢气的。

（1）在催化剂作用下，天然气和水蒸气反应可制得一氧化碳和氢气，已知该反应每制得1kg氢气需要吸收3.44×104 kJ热量。写出该反应的热化学方程式 　　　　　　　　　 　　 ；

（2）CO可继续与水蒸气反应：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.0kJ·mol-1。若将1mol甲烷与足量水蒸气充分反应得到1molCO2，该反应的焓变ΔH=　　　　　　　　　 ；

（3）欲制得较纯净的氢气，可将（2）中充分反应后的气体通过足量的烧碱溶液，写出该反应的离子方程式 　　　　　　 　　　　　　　　 ；

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