随着环保意识的增强，清洁能源越来越受人们关注．（1）氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上...

（9分）随着环保意识增强，清洁能源越来越受到人们关注。

（1）甲烷是一种理想的洁净燃料。已知：

CH₄（g）+2O₂（g）= CO₂（g）+2H₂O（g）；△H= —802．3kJ·mol^-1

H₂O（1） =H₂O（g），△H =+44．0kJ·mol^-l

则4．8g甲烷气体完全按燃烧生成液态水，放出热量为________。

（2）利用甲烷与水反应制备氢气，因原料廉价，具有推广价值。

该反应为CH₄（g）+H₂O（g）CO（g）+3H₂（g）;△H=+206．lkJ·mol^-l。

①若800℃时，反应的化学平衡常数K=l．0，某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如下表。

则此时正、逆反应速率的关系是________。（填标号）

A．v（正）>v（逆）                            B．v（正）<v（逆）

C．v（正）=v（逆）                            D．无法判断

②为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响，某同学设计了以下三组对比实验（温度为360℃或480℃、压强为101 kPa或303 kPa，其余实验条件见下表）。

表中t=________ ，P=________ ；

设计实验2、3的目的是________

实验l、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是________ （用K₁、K₂、K₃表示）。

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随着环保意识增强，清洁能源越来越受到人们关注。

（1）甲烷是一种理想的洁净燃料。已知：CH4（g）+2O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（g）；△H= -802.3kJ·mol-1　　 H2O（1）=H2O（g），△H =+44.0kJ·mol-l

写出常温常压下甲烷完全燃烧的热化学方程式____，计算4.8g甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出热量为____kJ。

（2）利用甲烷与水反应制备氢气，因原料廉价，具有推广价值。该反应为CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=+206.lkJ·mol-l。

①800℃时，反应的化学平衡常数K=l.0，某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如下表。

则此时正、逆反应速率的关系是正反应速率____逆反应速率。（填“＞”、“＜”、“＝”）

②为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响，某同学设计了以下三组对比实验（温度为360℃或480℃、压强为101 kPa或303 kPa，其余实验条件见下表）。

表中t=___，P=____；设计实验2、3的目的是____；实验l、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是____（用K1、K2、K3表示）。

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随着能源与环境问题越来越被人们关注，碳-化学(C1化学)成为研究的热点。“碳一化学”即以单质碳及CO、CO2、CH4、CH3OH等含一个碳原子的物质为原料合成工业产品的化学与工艺．

（1）将CO2转化成有机物课有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如：

a.6CO2+6H2OC6H12O6+6O2

b.CO2+3H2OCH3OH+H2O

c.CO2+CH4CH3COOH

d.2CO2+6H2CH2=CH2+4H2O

在以上属于人工转化的反应中，原子利用率最高的是_______（填序号）。

（2）CO可用于合成甲醇。在压强0.1MPa条件下，在体积为bL的密闭容器中充入和，在催化剂作用下合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图。

①该反应属于_______反应（填“吸热”或“放热”）。若一个可逆反应的平衡常数K值很大，对此反应的说法正确的是____（填序号）。

a.反应使用催化剂意义不大

b.该反应发生将在很短时间内完成

c.该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小

d.该反应一定是放热反应

②100℃时，该反应的平衡常数K=________(用a,b的代数式表示)。

（3）二甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。

①工业上利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

a.2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)　 △H1=-90.8kJ•mol-1

b.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23.5kJ•mol-

c.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g0+H2(g)△H3=-41.3kJ•mol

总反应：3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=___．

②对于反应b，在温度和容积不变的条件下，能说明该反应已达到平衡状态的是_____（填字母）。

a.n(CH3OH)=n(CH3OCH3)=n(H2O)

b.容器内压强保持不变

c.H2O(g)的浓度保持不变

d.CH3OH的消耗速率与CH3OCH3的消耗速率之比为2:1

（4）以KOH溶液为电解质，用二甲醚-空气组成燃料，其中负极的电极反应式为_______。

（5）碳化合物在治理汽车尾气方面也大有可为，如CO、CH4等在一定条件下均可以与氮氧化物生成无污染的物质。写出CO与氮氧化物（NOx）在有催化剂的条件下反应的化学方程式____________。

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“低碳经济”备受关注，二氧化碳的回收利用是环保和能源领域研究的热点课题。

(1)已知：①CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H=-41kJ·mol-1

②CH4(g)C(s)+2H2(g)△H=+73kJ·mol-1

③2CO(g)C(s)+CO2(g)△H=-171kJ·mol-1

写出CO2与H2反应生成CH4和水蒸气的热化学方程式：_________________________。

(2)CO2与H2在催化剂作用下可以合成二甲醚，反应原理如下：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H。某温度下，向体积为2L的密闭容器中充入CO2与H2，发生上述反应。测得平衡混合物中CH3OCH3(g)的体积分数[φ(CH3OCH3) 与起始投料比Z[Z=]的关系如图1所示;CO2的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图2所示。

①当Z=3时，CO2的平衡转化率a=__________%。

②当Z=4时，反应达到平衡状态后,CH3OCH3的体积分数可能是图1中的_________点(填"D"、"E"或“F")。

③由图2可知该反应的△H_______0(选填“>”、“<“或“=”，下同)，压强p1、p2、p3由大到小的顺序为__________。

④若要进一步提高H2的平衡转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施

有________________(任写一种)。

(3)我国科研人员研制出的可充电"Na-CO2"电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”CO2,其工作原理如图3所示。

①放电时，正极的电极反应式为____________________。

②若生成的Na2CO3和C全部沉积在正极表面，当正极增加的质量为28g时，转移电子的物质的量为__________。

③可选用高氯酸钠-四甘醇甲醚作电解液的理由是________________________。

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随着科技进步和人类环保意识的增强，如何利用CO2已经成为世界各国特别关注的问题。

已知：CO2与CH4经催化重整制得合成气：CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)　 △H

（1）降低温度，该反应速率会_______________（填“增大”或“减小”）；一定压强下，由最稳定单质生1 mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知CO2（g）、CH4（g）、CO（g）的摩尔生成焓分别为-395 kJ/mol、-74.9 kJ/mol、-110.4 kJ/mol。则上述重整反应的ΔH=____________kJ/mol。

（2）T1℃时，在两个相同刚性密闭容器中充入CH4和CO2分压均为20 kPa，加入催化剂Ni/α-Al2O3并分别在T1℃和T2℃进行反应，测得CH4转化率随时间变化如图Ⅰ所示。

①A点处v正_______B点处（填“＜”、“＞”或“=”）

②研究表明CO的生成速率v生成（CO）=1.3×10-2·p（CH4）·p（CO2）mol·g-1·s-1，A点处v生成（CO）=__________mol·g-1·s-1。

（3）上述反应达到平衡后，若改变某一条件，下列变化能说明平衡一定正向移动的是________________（填代号）。

A.正反应速率增大　　　　　 B.生成物的百分含量增大　　 C.平衡常数K增大

（4）其他条件相同，在甲、乙两种不同催化剂作用下，相同时间内测得CH4转化率与温度变化关系如图Ⅱ，C点___________________（填“可能”、“一定”或“一定未”）达到平衡状态，理由是_____________；CH4的转化率b点高于a点的可能原因是_________________________________。

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随着科技进步和人类环保意识的增强，如何利用CO2已经成为世界各国特别关注的问题。

已知：CO2与CH4经催化重整制得合成气：CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)　 △H

（1）降低温度，该反应速率会_______________（填“增大”或“减小”）；一定压强下，由最稳定单质生1 mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知CO2（g）、CH4（g）、CO（g）的摩尔生成焓分别为-395 kJ/mol、-74.9 kJ/mol、-110.4 kJ/mol。则上述重整反应的ΔH=____________kJ/mol。

（2）T1℃时，在两个相同刚性密闭容器中充入CH4和CO2分压均为20 kPa，加入催化剂Ni/α-Al2O3并分别在T1℃和T2℃进行反应，测得CH4转化率随时间变化如图Ⅰ所示。

①A点处v正_______B点处（填“＜”、“＞”或“=”）

②研究表明CO的生成速率v生成（CO）=1.3×10-2·p（CH4）·p（CO2）mol·g-1·s-1，A点处v生成（CO）=__________mol·g-1·s-1。

（3）上述反应达到平衡后，若改变某一条件，下列变化能说明平衡一定正向移动的是________________（填代号）。

A.正反应速率增大　　　　　 B.生成物的百分含量增大　　 C.平衡常数K增大

（4）其他条件相同，在甲、乙两种不同催化剂作用下，相同时间内测得CH4转化率与温度变化关系如图Ⅱ，C点___________________（填“可能”、“一定”或“一定未”）达到平衡状态，理由是_____________；CH4的转化率b点高于a点的可能原因是_________________________________。

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能源是人类共同关注的重要问题。页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的天然气资源，页岩气的主要成分是甲烷，是公认的洁净能源。

（1）页岩气不仅能用作燃料，还可用于生产合成气(CO和H2)。CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1

已知：①CH4、H2、CO 的燃烧热（△H）分别为-a kJ•mol-1、-b kJ•mol-1、-c kJ•mol-1；

②H2O (l) =H2O(g)； △H=+dkJ•mol-1

则△H1= ___________（用含字母a、b、c、d的代数式表示）kJ•mol-1。

（2）用合成气生成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 △H2，在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示，200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示：

①△H2_________ (填“>”“<”或“ = ”)0。

②下列说法正确的是____________ (填标号）。

a.温度越高，该反应的平衡常数越大

b.达平衡后再充入稀有气体，CO的转化率提高

c.容器内气体压强不再变化时，反应达到最大限度

d.图中压强p1<p2

③ 0〜3 min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=________mol • L-1·min-1。

④ 200℃时，该反应的平衡常数K =_______。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2 mol CO、2 mol H2、2 mol CH3OH，保持温度不变，则化学平衡____________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。

（3）甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。标准状况下通入5.6 L甲烷，测得电路中转移1.2 mol电子，则甲烷的利用率为_________。

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