氢气是新型能源和重要化工原料。已知：①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H1②CH...

氢气是新型能源和重要化工原料。

已知：①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H1

②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H2

③H2（g）+ O2（g）=H2O（l）△H2

（1）科学家提出一种利用天然气制备氢气的方法：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H，△H=__________，这种方法的推广与使用，不仅实现资源综合利用，而且还能解决环境问题是__________。

（2）氨气是重要化工原料，在国民经济中占重要地位。

①在恒温、容积相等的恒容密闭容器中投入一定量氮气、氢气，发生如下可逆反应：

N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1

实验测得起始、平衡时的有关数据如表所示：

下列判断正确的是__________。

A．N2的转化率：Ⅱ＞I＞Ⅲ

B．放出热量：a＜b＜92.4n

C．达到平衡时氨气的体积分数：Ⅲ＞Ⅰ

D．平衡常数：Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ

②在密闭恒容容器中投入一定量氮气和氢气，混合气体中氨气体积分数和温度关系如图所示：

曲线TJ段变化主要原因是__________，JL段变化的主要原因是__________，氨气正反应速率：T点__________L点（填：大于、小于或等于）。

③在2L密闭容器中充入一定量的氨气，氨气的物质的量与反应时间关系如表所示：

在该条件下，前5分钟H2平均反应速率为__________。

④常温下，在V mL的a mol•L-1稀硫酸溶液中滴加b mol•L-1稀氨水V mL恰好使混合溶液呈中性．此时，一水合氨的电离常数Kb=__________（用含a、b代数式表示）。

（3）氢气直接作燃料电池的理论输出电压为1.2V，能量密度E=__________（列式计算，精确到小数点后一位。提示：能量密度=电池输出电能/燃料质量，1kW·h=3.6×106J，常用单位为kW·h·kg-1）。

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甲烷、氢气和一氧化碳均是化工原料和重要能源。

(1)已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　　 △H=-890kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) 　 △H=-570kJ/mol

则CH4(g)+2H2O(l) CO2(g)+4H2(g)△H=-________kJ/mol

(2)光气(COCl2)是生产农药、医药、聚酯类材料的原料。工业上制备光气的原理如下：Cl2(g)+CO(g)COCl2(g) △H，向密闭容器中充入1mol Cl2(g)和1mol CO(g)，反应速率随温度的变化入图A所示，CO的平衡转化率α(CO)随压强、投料比的变化如图B所示。

①图A中Q点的含义是________，△H________(填“＞”或“＜”)0。

②x代表________；M1、M2中较大的是________。

③某温度下，测定平衡体系中c(COCl2)=0．80mol/L，c(Cl2)=0．20mol/L，平衡时，CO的体积分数为________，在该温度下，反应的平衡常数K为________。

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氢气是一种清洁能源，又是合成氨工业的重要原料。

(1)已知：CH4(g)+H2O==CO+3H2(g)　 △H=206.2 kJ·mol-1。

CH4(g)+CO2(g)==2CO(g)+2H2(g)　 △H=247.4 kJ·mol-1

甲烷和H2O(g)反应生成H2和CO2的热化学方程式为___________________。

(2)工业合成氨的反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 △H=-92.4 kJ·mol-1。

某温度下，把10 mol N2与28 mol H2置于容积为10 L的密闭容器内，10 min时反应达到平衡状态，测 得氮气的平衡转化率为60％，则10 min内该反应的平均速率v(NH3)=__________mol·L-1·min-1，该温度下该反应的平衡常数K=________。 欲增大氮气的平衡转化率，可采取的措施有_____________、____________等(共写两条措施即可，每空一条)。

(3)下图所示装置工作时均与H2有关。

图l所示装置中阳极的电极反应式为______________。

②图2所示装置中，通入H2的管口是_____________(选填字母代号)。

③某同学按图3所示装置进行实验，实验结束后．将玻璃管内固体物质冷却后，溶于稀硫酸，充分反应后，滴加KSCN溶液。溶液不变红，再滴入新制氯水，溶液变为红色。该同学据此得出结论：铁与水蒸气反应生成FeO和H2。该结论_____________(填“严密”或“不严密”)，你的理由是(用离子方程式和必要的文字说明)______________________。

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氢气是一种清洁、高效新能源，也是重要的化工原料。

(1)工业上利用甲烷制备氢气的反应为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

已知:

①H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H1=-198kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)　　　　 △H2=-576kJ/mol

③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)　　　 △H3=-846.3kJ/mol

则CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　　 △H4=________。

(2)工业上利用CO和H2合成清洁能源CH3OH,其反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　 △H=-116kJ/mo1

①如图表示CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的示意图。X表示的是_______，理由_________；Y1_____Y2 (填“<”、“=”、“>”)。

②在2L恒容密闭容器中充入2molCO和4molH2，在一定条件下经过10min达到平衡状态c 点处。则在该条件下，从开始至达到平衡状态v(CH3OH)=________，平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系:____________。

③下列措施既能增大反应速率又能提高反应物的转化率的是_______。

A.使用催化剂　　　 B.及时分离CH3OH　　　　 C.升高温度　　　 D.增大压强

(3)已知燃料电池的比能量与单位质量燃料物质失去的电子数成正比。理论上H2、CH4、CH3OH的碱性电池的比能量由小到大的顺序为___________。

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甲烷自热氧化重整是工业上获得氢气的重要方法，其反应为：

2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)　 △H=akJ/mol。

（1）已知：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)　 △H1=bkJ/mol

②CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)　 △H2

③CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)　 △H3=ckJ/mol。

则△H2=___________kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。

（2）以CO、H2为原料合成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，分别都充入1molCO和2molH2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。图1为三个容器中的反应均进行到5min时H2的体积分数示意图，其中有一个容器反应一定达到平衡状态。CO的平衡转化率在不同压强下随温度的变化如图2所示。

①0～5min时间内容器II中用CH3OH表示的反应速率为___________。

②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________。

③当三个容器中的反应均达到平衡状态时，CO的转化率最低的是容器______。

④平衡常数最大的是容器__________。

⑤工业实际合成CH3OH生产中，常用图中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，同时考虑生产实际，说明选择该反应条件的理由：______________。

（3）合成甲醇尾气中CO的浓度常用电化学气敏传感器进行测量，其中CO传感器可用图3简单表示，则阳极发生的电极反应为_______________。

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氢气既是最理想的能源又是重要的化工原料，用甲烷制氢气是一种廉价的制氢方法。有关的热化学方程式如下：

①CH4(g)＋O2(g)CO(g)＋2H2(g)　ΔH<0

②CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH>0

下列说法不正确的是(　　)

A．当反应①中v(CH4)正＝v(CO)逆时，表明该反应达平衡状态

B．其他条件不变时，增大体系压强，反应①、②中甲烷的转化率均减小

C．使用高效催化剂可以加快反应速率，同时提高CH4的转化率

D．同一容器内同时发生反应①与②时，容器内温度可能保持不变

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(13分)日常生活、生产中甲烷既是重要的清洁能源也是一种重要的化工原料。

(1)下图是CH4/H2O体系放氢焓变示意图：

则CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)　　 △H=　　　　　　　　　　 。

(2)合成气(CO、H2)是一种用途相当广泛的化工基础原料，常被用来合成很多有机物，如甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)等。

①在压强为0.1MPa条件下，物质的量之比为1:3的CO、H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　 △H＜0。若容器体积不变，改变下列条件新平衡下甲醇体积分数增大的是　　　　　　　 (填字母)。

A．升高温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．将CH3OH(g)从体系中分离

C．充入N2使体系总压强增大　　　　　　　　　　　　　 D．再充入1mol CO和3mol H2

②二甲醚被誉为“21世纪的清洁燃料”。一定条件下利用H2、CO合成CH3OCH3。其反应方程式为：3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)，该反应的平衡常数表达式为　　　　 。最近研究发现一种新型的催化剂(主要成分是Cu、Mn的合金)对CO和H2合成二甲醚具有较好的催化效率。根据如图判断，催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为　　　　　　 时最有利于二甲醚的合成。

③以甲醇为原料是合成二甲醚的又一途径：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)。一定温度下，向2L某容器中充入一定量的CH3OH，10s到达平衡后测得CH3OH 0.04mol，CH3OCH3 0.08mol，则用甲醇表示反应在10s内的平均反应速率为　　　　　　　　 ，相同条件下起始时向该容器中充入CH3OH 0.15mol、CH3OCH3 0.15mol、和H2O 0.10mol，则反应将向　　　　 方向进行(填“正反应”或“逆反应”)。

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清洁能源氢气制取与储存是氢能源利用领域的研究热点.

已知：①CH4（g）+ H2O（g） CO（g）+3H2（g）　　 △H =+206.2kJ·mol-1
②CH4（g）+ CO2（g）2CO（g）+2H2（g）　　 △H =+247.4kJ·mol-1
③2H2S（g）2H2（g）+S2（g）　　 △H =+169.8kJ·mol-1

请按要求回答下列问题

(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法.CH4与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为________________.

(2)在密闭容器中充入一定量的H2S，发生反应③。如图所示为H2S气体的平衡转化率与温度、压强的关系。

①图中压强(P1、P2、P3)的大小顺序为______，该反应平衡常数的大小关系为K（T1）_____填（“＞”“＜”或“=”)K(T2)。

②如果想进一步提高H2S的转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有_________。

(3)硫化氢是剧毒气体，尾气中硫化氢有多种处理方法：

①碱溶液吸收。用150 ml 2.0 molL-1的NaOH溶液吸收4480 mL(标准状况)H2S得到吸收液X(显碱性)。X溶液中离子浓度的大小关系正确的是_____(填选项字母)。

A.c（）c（Na+）＞c（HS-）＞c（S2-）＞c（OH-）＞c（H+）

B.c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+ c（HS-）+ c（S2-）

C.2c（Na+）=3[c（H2S）+c（HS-）+ c（S2-）]

D.c（OH-）= c（H+）+ c（HS-）+2 c（H2S）

②纯碱溶液吸收，写出该吸收法发生反应的离子方程式_________________________。已知H2CO3和H2S在25℃时的电离常数如表所示：

③硫酸铜溶液吸收。200mL0.05 mol/ L的CuSO4溶液吸收液中H2S，恰好使反应溶液中Cu2+和S2-浓度相等的溶液中c(Cu2+)为___________________(已知常温下，Ksp(CuS)≈1.0×10-36)。

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