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（g）=CO...

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)+1/2O2(g)H2O(g)　　　 △H1=-198kJ/mol

②CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)　　　　 △H2=-283kJ/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“<”“=”或“>”)。

②在2L恒容密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在一定条件下经过10 min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大到小的顺序为___________。

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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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氢气不仅是新能源，也是重要的化工原料。

（1）氢气可由甲烷制备:CH4 (g)+H2O(l)CO(g)+3H2 (g)ΔH=+250.1 kJ·mol-1，已知298 K时，CH4(g)、CO(g)的燃烧热分别为890 kJ·mol-1、283 kJ·mol-1。写出氢气燃烧热的热化学方程式___________。

（2）利用反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 　ΔH合成清洁能源CH3OH，CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:

①该可逆反应的正反应ΔH______0；　 A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系是_____； 压强p1___p2(填“>”“<”或“=”)； 在T1和p2条件下，由D点到B点过程中，正、逆反应速率之间的关系:　 v正___v逆(填“>”“<”或“=”)。

②若在恒温恒容条件下进行上述反应，能表示该可逆反应达到平衡状态的是_____________________ (填序号)。

a.CO物质的量保持不变

b.单位时间内消耗CO的浓度和生成甲醇的浓度相等

c.混合气体的压强不再变化

d.混合气体的密度不再变化

③在2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在p2 (和T2条件下经10 min达到平衡状态C点，在该条件下，v(CH3OH)=______________________；平衡常数K为_________________________________

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天然气是一种重要的化工原料，可用来生产氢气和甲醇等高附加值化学品。回答下列问题：

（1）以天然气为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。

已知：

①CH4(g)+H2O(g) =CO(g)+3H2(g)        ΔH1＝a kJ·mol-1

②CH4(g)+CO2(g) =2CO(g)+2H2(g)       ΔH2＝b kJ·mol-1

③CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)　 ΔH3

请计算上述反应中的反应热ΔH3=_________（用a、b表示）kJ·mol-1。

（2）合成甲醇的反应原理为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 在1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3 mol H2，在500℃下发生反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①反应进行到4 min 时，v(正)____ （填“>”“<”或“=”）v(逆)。0~4 min，CO2的平均反应速率v(CO2)=____________mol·L-1·min-1。

②CO2的平衡转化率为_______________，该温度下平衡常数为_____________。

③下列能说明该反应已达到平衡状态的是______________。

a.v正(CH3OH)=3v逆(H2)

b.CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1: 3 :1: 1

C.恒温恒压下，气体的体积不再变化

d.恒温恒容下，气体的密度不再变化

（3）在相同温度、相同容积的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：

则下列各量的大小关系为c1_________（填“>”“<”或“=”，下同）c3，p2________p3。

（4）为提高燃料的能量利用率，常将其设计为燃料电池。某电池以甲烷为燃料，空气为氧化剂，熔融的K2CO3为电解质，以具有催化作用和导电性能的稀土金属为电极。写出该燃料电池的负极反应式：__________________________；为使电解质的组成保持稳定，使该燃料电池长时间稳定运行，在通入的空气中必须加入________________（填化学式）。

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合成气的主要成分是 一氧化碳和氢气，是重要的化工原料。

I.已知下列反应：

①CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) ΔH = +206 kJ/mol

②C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) ΔH = +131 kJ/mol

（1）工业制取炭黑的方法之一是将甲烷隔绝空气加热到1300℃进行裂解。填写空白。

CH4(g)= C(s)+ 2H2(g) ΔH =______________kJ/mol。

（2）若800℃时，反应①的平衡常数K1=1.0，某时刻测得该温度下，密闭容器中各物质的物质的量浓度分别为：c(CH4)=4.0 mol·L－1；c(H2O)=5.0 mol·L－1；c(CO)=1.5 mol·L－1；c(H2)=2 mol·L－1，则此时该可逆反应的状态是_____________________(填“达到平衡”、“向正反应方向移动”或“向逆反应方向移动”)。

Ⅱ．甲醇是一种可再生能源，工业上用合成气来合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，分析该反应并回答下列问题：

（3）一定条件下，将CO与H2以物质的量之比1:1置于恒容密闭容器中发生以上反应，能说明该反应已达到平衡的是_____________________________。

A．体系的压强不发生变化　　　　　　 　　 　　 B．混合气的密度保持不变

C．体系中碳元素的质量分数不变　　　 　　 　　 D．CO与H2的物质的量之比保持不变

（4）如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1______K2 （填“>”、“<”或“=”）。理由是__________________________________________________。

（5）已知甲醇燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时，电池左边的电极发生的电极反应式为______________________________。

（6）用甲醇燃料电池作为直流电源，设计如图装置制取Cu2O，电解总反应为：2Cu＋H2O＝Cu2O＋H2↑。写出铜电极的电极反应式_______________________。

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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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氨为重要化工原料，有广泛用途。

（1）合成氨中的氢气可由下列反应制取：

a.CH4(g) +H2O(g) CO(g)+3H2(g)　　 △H= +216.4 kJ /mol

b.CO(g) +H2O(g) CO2(g)+H2(g)　　 △H =-41.2 kJ/mol

则反应CH4(g) +2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)　　 △H=_________。

（2）起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度关系如下图。

①恒压时，反应一定达到平衡状态的标志是______(填序号)；

A.N2和H2的转化率相等　　　　　　　　 B.反应体系密度保持不变

C.c(H2)/c(NH3) 比值保持不变　　　　　　　 D.c(NH3)/c(N2) 等于2

②P1_____P2 (填“ > ”、“< ”、“=”，下同)；反应平衡常数：B点____D点；

③在A、B两点条件下,该反应从开始到平衡时生成氨气平均速率：υ(A)______ υ(B)。

（3）N2H4可作火箭推进剂，NH3和NaClO在一定条件下反应可生成N2H4。

①写出NH3和NaClO 反应生成N2H4的化学方程式__________；

②已知25℃时N2H4水溶液呈弱碱性：

N2H4+H2ON2H5++OH- 　　 K1= 1×10-a；

N2H5++H2ON2H62++OH-　 K2=1×10-b。

25℃时，向N2H4水溶液中加入H2SO4，欲使c(N2H5+)>c(N2H4)，同时c(N2H5+)>c(N2H62+)，应控制溶液pH范围_________(用含a、b式子表示)。

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