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
高三化学选择题中等难度题
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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化学与生活、环境密切相关,下列有关说法正确的是
A. 我国在南海成功开采的可燃冰(CH4∙nH2O)可能会带来酸雨等环境污染
B. 大量使用含丙烷、二甲醚等辅助成分的“空气清新剂”,会对环境造成新的污染
C. 某些筒装水使用的劣质塑料桶常含有乙二醇(HOCH2-CH2OH),乙二醇不溶于水
D. 我国全面启动的北斗导航系统的信号传输与硅有关
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2017年11月16日,国土资源部召开新闻发布会,宣布天然气水合物,即“可燃冰”新矿种获得国务院批准,成为我国第173个矿种。“可燃冰”主要成分的分子式是CH4·8H2O,一旦温度升高或压强降低,甲烷气就会逸出,固体水合物便趋于崩解。“可燃冰”将成为人类的后续能源。
(1)将320 g可燃冰释放的甲烷完全燃烧生成液态水时,可放出1 780.6 kJ的能量,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式是__________________。
(2)CH4不仅是优质的气体燃料,还能利用它和CO2重整,发生反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g),获得合成气(主要成分为CO、H2),从而减少温室气体的排放。在一定条件下CH4的平衡转化率与温度及压强(单位:Pa)的关系如图所示。则y点:v(正)____(填“>”、“=”或“<”,下同)v(逆);压强:p1____p2;该反应的ΔH____0。
(3)在恒温、p2下,在一容积可变的容器中,达到平衡状态x时四种气体的物质的量均为1 mol,若此时再充入四种气体各1 mol,则平衡____(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
(4)一定条件下,CH4还可与NO2反应,改善雾霾天气,其化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g),在恒温恒容下,下列可以判断该反应达到平衡状态的是____(填序号)。
a.v逆(N2)=2v正(H2O)
b.混合气体的密度不再变化
c.混合气体的物质的量不再变化
d.单位时间内有1 mol NO2消耗同时消耗1 mol CO2
e.混合气体的平均相对分子质量不变
f.CH4与CO2的物质的量之比不再发生变化
(5)在恒温恒容下,使1 mol CH4(g)与2 mol NO2反应,达平衡后,再往反应器中分别充入下列气体,可以使CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)中NO2转化率增大的是____(填序号)。
A.CH4 B.CO2
C.物质的量之比为1∶2的CH4与NO2 D.N2
(6)CH4还可以运用到电化学中,某课外小组用CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料作电极,电浮选凝聚法处理污水,设计如图所示装置。则甲烷 燃料电池的总反应式为______。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环(如图),A物质的化学式是______。
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2017年11月16日,国土资源部召开新闻发布会,宣布天然气水合物,即“可燃冰”新矿种获得国务院批准,成为我国第173个矿种。“可燃冰”主要成分的分子式是CH4·8H2O,一旦温度升高或压强降低,甲烷气就会逸出,固体水合物便趋于崩解。“可燃冰”将成为人类的后续能源。
(1)将320 g可燃冰释放的甲烷完全燃烧生成液态水时,可放出1 780.6 kJ的能量,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式是__________________。
(2)CH4不仅是优质的气体燃料,还能利用它和CO2重整,发生反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g),获得合成气(主要成分为CO、H2),从而减少温室气体的排放。在一定条件下CH4的平衡转化率与温度及压强(单位:Pa)的关系如图所示。则y点:v(正)____(填“>”、“=”或“<”,下同)v(逆);压强:p1____p2;该反应的ΔH____0。
(3)在恒温、p2下,在一容积可变的容器中,达到平衡状态x时四种气体的物质的量均为1 mol,若此时再充入四种气体各1 mol,则平衡____(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
(4)一定条件下,CH4还可与NO2反应,改善雾霾天气,其化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g),在恒温恒容下,下列可以判断该反应达到平衡状态的是____(填序号)。
a.v逆(N2)=2v正(H2O)
b.混合气体的密度不再变化
c.混合气体的物质的量不再变化
d.单位时间内有1 mol NO2消耗同时消耗1 mol CO2
e.混合气体的平均相对分子质量不变
f.CH4与CO2的物质的量之比不再发生变化
(5)在恒温恒容下,使1 mol CH4(g)与2 mol NO2反应,达平衡后,再往反应器中分别充入下列气体,可以使CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)中NO2转化率增大的是____(填序号)。
A.CH4 B.CO2
C.物质的量之比为1∶2的CH4与NO2 D.N2
(6)CH4还可以运用到电化学中,某课外小组用CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料作电极,电浮选凝聚法处理污水,设计如图所示装置。则甲烷 燃料电池的总反应式为______。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环(如图),A物质的化学式是______。
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2017年5月18日,中国国土资源部地质调查局宣布,我国在南海进行的可燃冰试采获得成功,成为全球第一个海域试采可燃冰成功的国家,可燃冰即天然气水合物,甲烷含量占80%至99.9%。化工生产中用甲烷和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体,这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨,回答下列问题:
(1)对甲烷而言,有如下两个主要反应:
①CH4(g)+1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g) △H1 =-36kJ·mol-1
②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2 =+216kJ·mol-1
若不考虑热量耗散,物料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO、H2,为维持热平衡,每生产lmolCO,转移电子的数目为__________。
(2)甲醇是一种用途广泛的化工原料,工业上常用下列两种反应制备甲醇:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1 =-90kJ·mol-1 K1
CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(l) △H2 K2
己知: CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g) △H3 =-41.1kJ·mol-1 K3
H2O(l)=H2O(g) △H4 =+44.0kJ·mol-1 K4
则△H2=______ K2=_______ (用含K1、K3、K 4的代数式表示)
(3)在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2模拟工业合成甲醇的反应:CO2(g)十3H2(g) CH3OH(g)十H2O(g)
①下列能说明该反应已达到平衡状态的是______________________。
A.混合气体平均相对分子质量不变 B.混合气体密度不变
C.容器内压强恒定不变 D.反应速率满足以下关系:V正(CO2)=3V逆(H2)
E.CO2、H2、CH3OH、H2O物质的量浓度之比为1:3:1:1
F.单位时间内断裂3NAH-H键的同时形成2molH-O键
②模拟过程中测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示,若此时容器内压强为P,则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP为_____________(用含P的代数式表示,数值保留两位小数),若此时再向容器内充入0.25molCO2和0.25molCH3OH的混合气体,则平衡______(填“正向“逆向“不”)移动。(已知:气体分压=气体总压×体积分数)
(4)甲醇可在电解银催化作用下制甲醛,从贵金属阳极泥中可提取“粗银”“粗银”(含Ag、Cu、Au)可用电解槽电解精炼,纯银作阴极,采用AgNO3和稀HNO3的混合液作电解液,阴极的主要电极反应式为_____。阴极还有少量副反应发生,产生的气体遇空气迅速变为红棕色,该副反应的电极反应式为_______。硝酸浓度不能过大,其原因是___________________________________________。
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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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“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
高三化学单选题简单题查看答案及解析
我国科学家提出用CO2置换可燃冰(mCH4·nH2O) 中CH4的设想,置换过程如图所示,下列说法正确的是
A.E代表CO2, F代表CH4
B.笼状结构中水分子间主要靠氢键结合
C.CO2置换出CH4的过程是化学变化
D.CO2可置换可燃冰中所有的CH4分子
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