据报道，在西藏冻土的一定深度下，发现了储量巨大的“可燃冰”，它主要是甲烷和水形成的水合物（...

据报道，在西藏冻土的一定深度下，发现了储量巨大的“可燃冰”，它主要是甲烷和水形成的水合物（CH4·nH₂O）。

（1）在常温常压下，“可燃冰”会发生分解反应，其化学方程式是________。

（2）甲烷可制成合成气（CO、H₂），再制成甲醇，代替日益供应紧张的燃油。

①在101 KPa时，1．6 g CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO、H₂，吸热20．64 kJ。则甲烷与H₂O（g）反应的热化学方程式：________。

②CH₄不完全燃烧也可制得合成气：CH₄（g）+O₂（g）===CO（g）+2H₂（g）；

△H=-35.4 kJ·mol^-1。则从原料选择和能源利用角度，比较方法①和②，合成甲醇的适宜方法为（填序号）；原因是________。

③在温度为T，体积为10L的密闭容器中，加入1 mol CO、2 mol H₂，发生反应

CO（g）+ 2H₂（g）CH₃OH（g）；△H=-Q kJ·mol^-1（Q>O），达到平衡后的压强是开始时压强的0．6倍，放出热量Q₁kJ。

I．H₂的转化率为________；

II．在相同条件下，若起始时向密闭容器中加入a mol CH₃ OH（g），反应平衡后吸收热量Q₂ kJ，且Q₁+Q₂=Q，则a=________mol。

III．已知起始到平衡后的CO浓度与时间的变化关系如右图所示。则t₁时将体积变为5L后，平衡向________反应方向移动（填“正”或“逆”）；

在上图中画出从tl开始到再次达到平衡后，

CO浓度与时间的变化趋势曲线。

（3）将CH₄设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如右图（A、B为多孔性碳棒）。

持续通人甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。

①O<V≤44．8 L时，电池总反应方程式为________；

②44．8 L<V≤89．6 L时，负极电极反应为________；

③V=67．2 L时，溶液中离子浓度大小关系为________；

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据报道，近年来科学家在百慕大等深海底发现一种新能源，这种物质的外观很象冰。科学研究表明，可燃冰实际上是一种甲烷水合物（CH₄·xH₂O），是甲烷与水在低温高压下形成的一种固态物质。

(1)目前，排放到大气中的气体污染物主要有SO₂、NO₂、CO等，它们主要来自矿物燃料的燃烧和工业废气。今有：①可燃冰②氢能③风能④太阳能⑤煤⑥天然气⑦石油等能源，在通常情况下使用上述能源，一般不会造成空气污染的一组是                 （   ）

Ａ、①②③④⑥    Ｂ、②③④⑥⑦    Ｃ、①③④⑤⑥    Ｄ、①②③④⑤

(2)下面有关甲烷和可燃冰的说法中，不正确的是                    （   ）

Ａ、甲烷主要是植物残体在隔绝空气的情况下分解而生成的

Ｂ、可燃冰燃烧时火焰呈蓝色

Ｃ、与煤比较，可燃冰是一种高效能源

Ｄ、通常情况下，甲烷是一种无色、无味，易与水化合的气体

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“可燃冰”的主要成分是甲烷与水分子的结晶水合物（CH4·nH2O）。其晶体类型是（　　　　　 ）

A.离子晶体

B.分子晶体

C.原子晶体

D.金属晶体

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甲烷以天然气和可燃冰两种主要形式存在于地球上，储量巨大，充分利用甲烷对人类的未来发展具有重要意义。

（1）乙炔（CH≡CH）是重要的化工原料。工业上可用甲烷裂解法制取乙炔，反应为：2CH4(g）C2H2(g）+ 3H2(g）。甲烷裂解时还发生副反应： 2CH4(g）C2H4(g）+2H2(g）。甲烷裂解时，几种气体平衡时分压（Pa）的对数即lgP与温度（℃）之间的关系如图所示。

①1725℃时，向恒容密闭容器中充入CH4，达到平衡时CH4生成C2H2的平衡转化率为_______。

②1725℃时，若图中H2的lgP=5，则反应2CH4(g）C2H2(g）+ 3H2(g）的平衡常数Kp=_________（注：用平衡分压Pa代替平衡浓度mol/L进行计算）。

③根据图判断，2CH4(g）C2H2(g）+3H2(g）△H_____0（填“＞”或“＜”）。由图可知，甲烷裂解制乙炔过程中有副产物乙烯生成。为提高甲烷制乙炔的产率，除改变温度外，还可采取的措施有_______。

（2）工业上用甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下制得合成气（CO、H2），发生反应为：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　 △H＞0　　

图中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1MPa、2MPa时甲烷含量曲线，其中表示1MPa的是________（填字母）。在实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑实际生产，说明选择该反应条件的主要原因是__________。

（3）利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体，在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原理如图所示:

已知： CH4(g)+ H2O(g) CO (g )+ 3H2(g)　　 △H =+206.2 kJ/mol

CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g )+4H2(g)　　 △H =+158.6 kJ/mol

则：

①过程II中第二步反应的化学方程式为__________。

②只有过程I投料比=______，过程II中催化剂组成才会保持不变。

③该技术总反应的热化学方程式为_______________。

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科学家最近又发现了一种新能源——“可燃冰”它的主要成分是甲烷与水分子的结晶水合物（CH₄·nH₂0）。其形成：埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌氧性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气（石油气），其中许多天然气被包进水分子中，在海底的低温与高压下形成了类似冰的透明晶体，这就是“可燃冰”。又知甲烷同CO₂一样也是温室气体。这种可燃冰的晶体类型是      （ 　 ）

A．离子晶体             B．分子晶体

C．原子晶体         D．金属晶体

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天然气水合物，也称“可燃冰”(主要组成为CH4 •nH2O)，在我国南海地区预计有680亿吨油当量的“可燃冰”。下列有关说法正确的是

A. “可燃冰”属于纯净物

B. “可燃冰”代替燃油可减少大气污染

C. “可燃冰”开采不当，CH4释放到空气中对环境没有影响

D. “可燃冰”作为能源不会产生污染物CO和温室气体CO2

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据报道，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰（甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。

（1）甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，有以下三种：

部分氧化：　 CH4(g)+1/2O2(g) CO(g)+2H2(g)　　 ΔH1= —35.9kJ·mol-1 ①

水蒸气重整：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　　 ΔH2=+205.9kJ·mol-1　　 ②

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　　　 ΔH3= —41.2kJ·mol-1 　 ③

二氧化碳重整：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)　　 ΔH4 　　 ④

则反应②自发进行的条件是________________，ΔH4 =_____________kJ·mol-1。

（2）起始向密闭容器中充入一定量的CH4(g)和O2(g)，发生反应①。CH4(g)的平衡转化率与温度（T）和压强（P）的关系如图所示。

①N、P两点的平衡常数：K(N)_______K(P)（填“＞”“＜”或“=”）,理由是_____________。

②M、N两点的H2的物质的量浓度c(M)____c(N)（填“＞”“＜”或“=”）。

（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)。在容积均为V L的甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示，此时三个容器中一定处在化学平衡状态的是_________（填“T1”或“T2” 或“T3”）；该温度下的化学平衡常数为___________（用a、V表示）。

（4）光能储存一般是指将光能转换为电能或化学能进行储存，利用太阳光、CO2、H2O生成甲醇的光能储存装置如图所示，制备开始时质子交换膜两侧的溶液质量相等。则b极的电极反应式为_________。

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据报道，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰（甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。

(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，有以下三种：

部分氧化：CH4(g)+ O2(g)CO(g)+2H2(g)　　 ΔH1=-35.9kJ·mol-1 ①

水蒸气重整：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　 ΔH2=205.9kJ·mol-1　　　 ②

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　　　　　　　　　　 ΔH3=-41.2kJ·mol-1 　 ③

二氧化碳重整：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　　 ΔH4 　　 ④

则：反应②自发进行的条件是________________，ΔH4 =_____________kJ·mol-1。

(2)水蒸汽重整是较为传统的甲烷制氢途径。在Fe2O3-Ni-gel催化下，CH4和H2O的混合气体进行反应，测得气体的成分随温度、压强、S/C (水蒸气和甲烷的体积比）的变化分别如图1、图2、图3所示：

①下列说法正确的是____________。

A.800℃~1000℃，CO2体积分数减小，原因是温度升高抑制了反应③

B.温度升高对氢气的生成有促进作用，温度越高，氢气的产率也越大

C.随着压强的增大，CH4的平衡转化率增大

D.其他条件相同时，将S/C由1增加至3，可提高CH4的平衡转化率及CO2和CO的体积分数

②综合考虑，甲烷水蒸汽重整制氢合适的温度是_____________、压强是______________。

(3)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(CB)也可表示平衡常数(记作KP)。请在下图画出反应①KP1随温度变化的趋势曲线。___________

(4)以多孔石墨为阳极，以NaCl和NaOH的混合溶液作电解液，用电解法由甲烷制取甲醇。写出阳极的电极反应式：______________。

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据报道，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰（甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。

（1）甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，有以下三种：

部分氧化：CH4(g)+ O2(g)CO(g)+2H2(g)　　 ΔH1=-35.9kJ·mol-1 ①

水蒸气重整：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　 ΔH2=+205.9kJ·mol-1　 ②

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　　 ΔH3=-41.2kJ·mol-1 　 ③

二氧化碳重整：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　　 ΔH4 　　 ④

则反应②自发进行的条件是________________，ΔH4 =_____________kJ·mol-1。

（2）起始向密闭容器中充入一定量的CH4(g)和O2(g)，发生反应①。CH4(g)的平衡转化率与温度（T）和压强（P）的关系如图所示。

①N、P两点的平衡常数：K(N)_______K(P)（填“＞”“＜”或“=”）,理由是____________________________。

②M、N两点的H2的物质的量浓度c(M)__________c(N)（填“＞”“＜”或“=”）。

（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)。在容积均为V L的甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示，此时三个容器中一定处在化学平衡状态的是_________（填“T1”或“T2” 或“T3”）；该温度下的化学平衡常数为____________________（用a、V表示）。

（4）光能储存一般是指将光能转换为电能或化学能进行储存，利用太阳光、CO2、H2O生成甲醇的光能储存装置如图所示，制备开始时质子交换膜两侧的溶液质量相等。则b极的电极反应式为___________________；当电路中有3mol电子转移时，质子交换膜两侧溶液相差_________g

。

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