“低碳经济”是建设美丽中国的发展方向。(1)已知：①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)...

“低碳经济”是建设美丽中国的发展方向。

(1) 已知：① CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)　　 ΔH1=+206.1kJ/mol

② 2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l)　　 ΔH2=-128.3kJ/mol

③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　　 ΔH3=-481.9kJ/mol

常温下，在合适催化剂的作用下，采用CH4和O2一步合成液态CH3OH的热化学方程式为____。

(2) 二甲醚(CH3OCH3)是清洁能源。利用合成气合成二甲醚的原理是2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)　 ΔH<0。在一定条件下，在反应中CO的平衡转化率α(CO)与温度(T)、投料比n(H2)/n(CO)的关系如图1所示，平衡常数K与温度(T)的关系如图2所示。

①图1中，X代表____；Y1____Y2 (填“>”“<”或“=”)。

②图2中，曲线____(填I或II)符合平衡常数变化规律。

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“低碳经济”是建设美丽中国的发展方向。

(1)已知：①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)　　 ΔH1=+206.1kJ/mol

②2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l)　　 ΔH2=-128.3kJ/mol

③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　　 ΔH3=-481.9kJ/mol

常温下，在合适催化剂的作用下，采用CH4和O2一步合成液态CH3OH的热化学方程式为____。

(2)二甲醚(CH3OCH3)是清洁能源。利用合成气合成二甲醚的原理是2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　 ΔH＜0。在一定条件下，在反应中CO的平衡转化率α(CO)与温度(T)、投料比的关系如图1所示，平衡常数K与温度(T)的关系如图2所示。

①图1中，X代表____；Y1____Y2 (填“＞”“＜”或“=”）。

②图2中，曲线____（填I或II）符合平衡常数变化规律。

(3)在1L恒容密闭容器中充入2a(a＞0)molH2和a mol CO，在一定条件下合成甲醇，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，达到平衡时容器内气体压强是起始时的0.6倍。　

①在该温度下，平衡常数K=____ (用代数式表示）。

②在该温度下，向此平衡体系中加入a mol CH3OH(g)，再次达到平衡后CO的转化率将____（填“增大”“减小”或“不变”）

③下列情况表明反应达到平衡状态的是____

A.不再改变

B.CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率

C.混合气体的密度不再改变

D.混合气体的平均摩尔质量不再改变

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CH4和H2O（g）可发生催化重整反应：CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）。

（1）每消耗8g CH4转移的电子的数目为　　　　　　　　　　 。

（2）已知：①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） △H1=akJ·mol－1

②CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g） △H2=bkJ·mol－1

③CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g） △H3=ckJ·mol－1

④CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g） △H4

由此计算△H4=　　　　　　　　 kJ·mol－1。

（3）T℃时，向1L恒容密闭容器中投入1molCH4和1molH2O（g），发生反应：CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g），经过tmin，反应达到平衡。已知平衡时，c（CH4）=0.5mol·L－1。

①0～tmin内，该反应的平均反应速率v（H2）=　　　　　　　 。②T℃时，该反应的平衡常数K=　　　　　　 。

③当温度升高到（T+100）℃时，容器中c（CO）="0.75" mol·L－1，则该反应是　　　　　　 反应（填“吸热”或“放热”）。

（4）已知熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图如下：

①放电过程中K+和Na+向电极　　　　　　　　　 （填“A”或“B”）移动。

②该电池的负极反应式为　　　　　　　　　　　 。

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已知：①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H1

②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H2

下列推断正确的是

A.若CO的燃烧热为△H3，则H2的燃烧热为△H3−△H1

B.反应CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的△H=△H2−△H1

C.若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则△H2＜0

D.若等物质的量CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，则△H1＞0

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第一题：已知：

①CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)　　 ∆H1 = ＋206.4 kJ/mol

②CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)　　 ∆H2 = －41.0 kJ/mol

③CH4 (g) + 2H2O(g) CO2(g) + 4H2(g)　 ∆H3

请回答：

（1）反应①属于　　　 　　 （填“吸热”或“放热”）反应。

（2）反应①消耗8 g CH4 (g)时，∆H =　　　 　　 kJ/mol。

（3）反应②生成2 mol H2(g)时，∆H = ___________ kJ/mol。

（4）反应③的∆H3 =___________ kJ/mol。

第二题：在容积为1.00 L的密闭容器中，通入一定量的N2O4，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)。100℃时，各物质浓度随时间变化如下图所示。

请回答：

（1）60 s内，v(N2O4) =　　 　　　 　 mol/(L·s)。

（2）若升高温度，混合气体的颜色变深，则正反应是　　 　　　 　 （填“放热”或“吸热”）反应。

（3）100℃时，该反应的化学平衡常数数值为　　 　　　　　　　　 　 。

（4）平衡时，N2O4的转化率是　　 　　　　　　 　　 。

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（12分）甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。

① CH₄(g)+H₂O(g)  CO(g)+3H₂(g)   △H₁

② CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g)       △H₂

将0.20mol CH₄和0.30 mol H₂O(g)通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH₄的转化率与温度、压强的关系如图。

（1）已知在P₁、100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用CH₄表示的平均反应速率为______。

（2）反应①的△H₁________0，图中的P₁______P₂（填“<”、“=”或“>”）。

（3）在压强为0.1MPa条件下，将一定量CO与H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇，则反应②的△H₂________0，△S________0（填“<”、“=”或“>”）。

（4）根据题中给出的数据，计算反应①在100℃时的平衡常数值（写出计算过程及结果）

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甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

① CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　　 △H1

② CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　　　　 △H2

将0.20mol CH4和0.30 mol H2O(g)通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。

（1）已知在P1、100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用CH4表示的平均反应速率为______。

（2）反应①的△H1____0，图中的P1______P2（填“<”、“=”或“>”）。

（3）在压强为0.1MPa条件下，将一定量CO与H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇，则反应②的△H2____0，△S____0（填“<”、“=”或“>”）。

（4）根据题中给出的数据，计算反应①在100℃时的平衡常数值____________（写出计算过程及结果）

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实验编号	T（℃）	n （CO）/n（H2）	P（MPa）
I	150		0.1
II			5
III	350		5

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甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

① CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　　 ΔH1

② CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　　　　 ΔH2

将0.20mol CH4(g)和0.30 mol H2O(g)通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH4的转化率与温度、压强的关系如图。

（1）温度不变，缩小体积，增大压强，①的反应速率　　 ______（填“增大”、“减小”或“不变”），平衡向　　 　 　 ___方向移动。

（2）温度升高，反应①的ΔH1　　 　　　 0（填“<”、“=”或“>”），其平衡常数表达式为K=　　　　　　 ，100℃时的平衡常数值是　　　　 ______。

（3）在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3 a mol H2的混合气体在催化剂作用下进行反应②生成甲醇。为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。

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甲烷液化可获得工业原料甲醇，反应原理是：

①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　　　　 ΔH1＝＋206.4 kJ·mol-1

②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　　　　 ΔH2＝－41.0 kJ·mol-1

③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　　 ΔH3＝－49.0 kJ·mol-1

下列说法不正确的是

A. 升高温度，反应①中CH4转化率提高

B. 反应③是CO2资源化利用的方法之一

C. CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝－90.0 kJ·mol-1

D. 上述合成甲醇过程中需要向原料气中补充H2

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