“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...

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向煤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12 500~16 000 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。已知：

C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393．5 kJ·mol-1①

2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH2=-483．6 kJ·mol-1②

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH3=+131．3 kJ·mol-1③

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-。

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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)−131.4 kJ。

（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0～5miin的平均反应速率为_________________________。

（2）能说明该反应已达到平衡状态的是________（选填编号）。

a．v_正 (C)= v_逆(H₂O)    b．容器中CO的体积分数保持不变

c．c(H₂)=c(CO)        d．炭的质量保持不变

（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，请在右图中继续画出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经如下两步反应制得甲酸甲酯：

①CO(g) + 2H₂(g)CH₃OH(g)    ②CO(g) + CH₃OH(g)HCOOCH₃(g)

①反应①中CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。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。

②已知反应①中CO的转化率为80%，反应②中两种反应物的转化率均为85%，则5.04kgCO最多可制得甲酸甲酯________kg。

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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)　 ΔH = ＋131.4 kJ/mol

（1）在容积为3 L的密闭容器中发生上述反应，5 min后容器内气体的密度增大了0.12 g/L，用H2O表示0 ~ 5 min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(如右图)，在t1时刻改变某一条件，请在右图中继续画出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，CH3OH和CO的燃烧热为别725.8 kJ/mol ，283.0 kJ/mol，水的摩尔蒸发焓为44.0 kJ/mol，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：　　 　 　　　　　　　　　 　 。

（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程。乙池中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　 。当甲池中增重16 g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为　　　 　　　 　 g。

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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)　 ΔH = ＋131.4 kJ/mol

（1）在容积为3 L的密闭容器中发生上述反应，5 min后容器内气体的密度增大了0.12 g/L，用H2O表示0 ~ 5 min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(如下图)，在t1时刻改变某一条件，请在下图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化：（用实线表示）

①缩小容器体积，t2时到达平衡；②t3时平衡常数K值变大，t4到达平衡。

（4）在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇，CH3OH和CO的燃烧热为别725.8 kJ/mol ，283.0 kJ/mol，1 mol液态水变成气态水吸热44.0 kJ，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：　　 　　　　　　　　 　 。

（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程。乙池中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　 。当甲池中增重16 g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为　　　　 　 g。

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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)ΔH=+131.4kJ/mol

（1）在容积为3 L的密闭容器中发生上述反应，5 min后容器内气体的密度增大了0.12 g/L，用H2O表示0 ~ 5 min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，请在右图中继续画出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，CH3OH和CO的燃烧热为别725.8 kJ/mol ，283.0 kJ/mol，水的摩尔蒸发焓为44.0 kJ/mol，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：　　　　　　　　　　　　 。

（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程。乙池中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　 。当甲池中增重16 g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为　　 　 　 g。

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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，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_______________________

（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程．乙池中发生反应的离子方程式为_____________。当甲池中增重16g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为_________g。

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“富煤、贫油、少气”是我国能源发展面临的现状。随着能源的日益紧张，发展“煤化工”对我国能源结构的调整具有重要意义。下图是煤化工产业链之一。

“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，连续产出热值很高的煤炭合成气，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

C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)       ΔH₂＝＋131.3 kJ·mol^–1           ②

则反应CO(g)+H₂(g) +O₂(g)= H₂O(g)+CO₂(g)，ΔH= _________kJ·mol^–1。在标准状况下，33.6 L的煤炭合成气(设全部为CO和H₂)与氧气完全反应生成CO₂和H₂O，反应中转移______mole^－。

（2）在一恒容的密闭容器中，由CO和H₂合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)

①下列情形能说明上述反应已达到平衡状态的是_______

a．体系压强保持不变

b．密闭容器中CO、H₂、CH₃OH(g)3种气体共存

c．CH₃OH与H₂物质的量之比为1:2

d．每消耗1 mol CO的同时生成2molH₂

②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。

A、B两点的平衡常数_____(填“前者”、“后者”或“一样”)大； 达到A、C两点的平衡状态所需的时间t_A________t_C(填“大于”、“小于”或“等于”)。

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_____________(答出两点即可)。

（3）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的混合气体为正极燃气，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____________。

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天然气、煤炭气(CO、H₂)的研究在世界上相当普遍。其中天然气和二氧化碳可合成二甲醚，二甲醚与水蒸气制氢气作为燃料电池的氢能源，比其他制氢技术更有优势。主要反应为：

①CH₃OCH₃(g) +H₂O(g) 2CH₃OH(g)     △H= 37Kj·mol^-1

②CH₃OH(g)+H₂O(g) 3 H₂(g)+CO₂(g)    △H =49Kj·mol^-1

③CO₂(g) +H₂(g) CO(g) +H₂O(g)       △H=41.3Kj·mol^-1

其中反应③是主要的副反应，产生的CO对燃料电池Pt电极有不利影响。

请回答下列问题：

（1）二甲醚可以通过天然气和CO₂合成制得，该反应的化学方程式为________。

（2）CH₃OCH₃(g)与水蒸气制氢气的热化学方程式为 ________。

（3）下列采取的措施和解释正确的是________。（填字母序号）

A．反应过程在低温进行，可减少CO的产生

B．增加进水量，有利于二甲醚的转化，并减少CO的产生

C．选择在高温具有较高活性的催化剂，有助于提高反应②CH₃OH的转化率

D．体系压强升高，虽然对制取氢气不利，但能减少CO的产生

（4）煤炭气在一定条件下可合成燃料电池的另一种重要原料甲醇，反应的化学方程式为：

CO (g) +2H₂(g) CH₃OH(g)  △H <0。现将l0mol CO与20mol H₂置于密闭容器中，在催化剂作用下发生反应生成甲醇，CO的平衡转化率（）与温度、压强的关系如下图所示。

①自反应开始到达平衡状态所需的时间t_A ________t_B（填“大于”、“小于”或“等于”）。

②A、C两点的平衡常数K_A ________K_C（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（5）某工作温度为650^oC的熔融盐燃料电池，是以镍合金为电极材料，负极通人煤炭气(CO、H₂)，正极通人空气与CO₂的混合气体，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃混合物做电解质。请写出正极的电极反应式____________________。

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工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国科研人员通过计算机模拟，研究了在钯基催化剂表面甲醇制氢的反应历程如图所示，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用标注。下列说法正确的是（　　 ）

已知：甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程，有两种可能方式：

方式Ⅰ：CH3OH*→CH3O*+H*　　　 Ea=+103.1 kJ·mol-1

方式Ⅱ：CH3OH*→CH3*+OH*　　　 Eb=+249.3 kJ·mol-1

A.CH3OH*→CO*+2H2(g)的ΔH>0

B.①②都为O-H键的断裂过程

C.由活化能E值推测，甲醇裂解过程主要历经的方式应为Ⅱ

D.放热最多阶段的化学方程式为CHO*+3H*→CO*+4H*

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