已知：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－890.3 kJ...

(一) （1）甲烷也是一种清洁燃料，但不完全燃烧时热效率降低并会产生有毒气体造成污染。

已知： CH₄(g) + 2O₂(g) ＝ CO₂(g) + 2H₂O(l)    ΔH₁＝―890.3 kJ/mol

2CO (g) + O₂(g) ＝ 2CO₂(g)            ΔH₂＝―566.0 kJ/mol

则甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水时的热效率只是完全燃烧时的________倍（计算结果保留1位小数）。

（2）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol/L的氯化铜溶液的装置示意图：

请回答：

①甲烷燃料电池的负极反应式是________。

②当线路中有0.1 mol电子通过时，________（填“a”或“b”）极增重________g。

（二）下表是几种弱电解质的电离平衡常数、难溶电解质的

溶度积Ksp (25℃)。

回答下列问题：

（1）由上表分析，若①CH₃COOH ②HCO₃^- ③C₆H₅OH ④H₂PO₄^- 均可看作酸，则它们酸性由强到弱的顺序为__________________________(填编号)；

(2)25℃时，将等体积等浓度的醋酸和氨水混合，混合液中：c(CH₃COO^-)______c(NH₄⁺)；(填“＞”、“＝”或“＜”)

（3）25℃时，向10ml 0.01mol/L苯酚溶液中滴加Vml 0.01mol/L氨水，混合溶液中粒子浓度关系正确的是(     )；

A．若混合液pH＞7，则V≥10

B．若混合液pH＜7，则c((NH₄⁺) ＞c (C₆H₅O^-) ＞c (H⁺)＞c (OH^－)

C．V=10时，混合液中水的电离程度小于10ml 0.01mol/L苯酚溶液中水的电离程度

D．V=5时，2c(NH₃·H₂O)+ 2 c (NH₄⁺)= c (C₆H₅O^-)+ c (C₆H₅OH)

（4）如下图所示，有T₁、T₂两种温度下两条BaSO₄在水中的沉淀溶解平衡曲线，回答下列问题：

讨论T₁温度时BaSO₄的沉淀溶解平衡曲线，下列说法不正确的是(   )

A．加入Na₂SO₄可使溶液由a点变为b点

B．在T₁曲线上方区域(不含曲线)任意一点时，  均有BaSO₄沉淀生成

C．蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、 b之间的某一点(不含a、b)

D．升温可使溶液由b点变为d点

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下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是（　　 ）

A.甲烷的标准燃烧热为－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g)　 ΔH = －890.3 kJ·mol－1

B.500ºC、30MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)　 ΔH = －38.6 kJ·mol－1

C.向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液：Al3+ + 2SO42－+ 2Ba2+ + 4OH－ = 2BaSO4↓+ 2H2O + AlO2－

D.用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应，证明H2O2具有还原性：2MnO4－ + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5 O2↑+8H2O

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下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是

A．甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol^－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：

CH₄(g) + 2O₂(g) = CO₂(g) + 2H₂O(g)；△H = – 890.3kJ·mol^－1

B．500℃、30MPa下，将0.5mol N₂和1.5molH₂置于密闭的容器中充分反应生成NH₃(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为：

；△H = – 38.6 kJ·mol^－1

C．氯化镁溶液与氨水反应：

D．用FeCl₃溶液腐蚀铜线路板：Cu + 2Fe³⁺＝Cu^2＋ + 2Fe²⁺

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科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用, CO2可用来合成低碳烃。

CO2(g) +4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) ΔH= a kJ/mol

(1)已知：①4H2（g）+ 2O2（g）=4H2O（g）　 △H=-967.2kJ/mol．

②CH4(g)　 + 2O2(g) =CO2(g) + 2H2O(g) ΔH=-802.0 kJ/mol．

请回答：①②这两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是__________________； a=____________kJ/mol。

(2)在体积为1L的密闭刚性容器中，充入4mol H2和1mol CO2，测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示。

①已知M点总压为1MPa，该反应在此温度下的平衡常数Kp=______MPa-2。(Kp是用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数，气体分压=气体总压×体积分数。）

②欲增加二氧化碳的平衡转化率，可采取的措施有__________。

A．通入惰性气体　　　　　　　　　　　　 B．提高温度

C．增加二氧化碳浓度　　　　　　　　　 D．增加氢气浓度

③下列说法正确的是_________。

A．平衡常数大小：KN>KM

B．其他条件不变，若不使用催化剂，则250℃ 时CO2的平衡转化率可能位于点M1

C．图1中M点时，甲烷的体积分数为12.5%

D．当压强或n( H2)/n(CO2)不变时均可证明化学反应已达到平衡状态

(3)新型高效的甲烷燃料电池工作时总反应式：CH4+2O2=CO2+2H2O。

①该电池的负极是___________(填a或b)，②负极电极反应式为___________；

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下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是       （    ）

A．甲烷的燃烧热为890．3 kJ·mol^－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：

CH₄（g） + 2O₂（g） = CO₂（g） + 2H₂O（g）；△H = – 890．3kJ·mol^－1

B．500℃、30MPa下，将0．5mol N₂和1．5molH₂置于密闭的容器中充分反应生成NH₃（g），放热19．3kJ，其热化学方程式为：

；△H = – 38．6 kJ·mol^－1

C．氯化镁溶液与氨水反应：

D．用FeCl₃溶液腐蚀铜线路板：Cu + 2Fe³⁺＝Cu^2＋ + 2Fe²⁺

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（15分）CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值的化学品是目前的研究方向。

（1）已知：CH4(g) + 2O2(g)＝CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1 ＝ a kJ•mol－1

CO(g) + H2O (g)＝CO2(g) + H2 (g) 　 ΔH2 ＝ b kJ•mol－1

2CO(g) + O2(g)＝2CO2(g) 　　　　　　 ΔH3 ＝ c kJ•mol－1

反应CO2(g) + CH4(g)2CO(g) + 2H2(g) 的ΔH＝ 　　 　 　　 kJ•mol－1。

（2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。

① 在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图8所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是　　 　　　　　　　　　　　　　　 。

② 为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是　　 　　　　　　　 。

③ 将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为　　　　 　　　　　　　　　　　 。

（3）以CO2为原料可以合成多种物质。

① 利用FeO吸收CO2的化学方程式为：6FeO + CO2＝2Fe3O4 + C，则反应中每生成1molFe3O4，转移电子的物质的量为　　　　　　　　　　 mol。

② 以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，在铜电极上CO2可转化为CH4，另一电极石墨连接电源的　　 极，则该电解反应的化学方程式为　　　　　 。

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（15分）二氧化碳的捕集、利用与封存（CCUS）是我国能源领域的一个重要战略方向，CCUS或许发展成一项重要的新兴产业。

（1）已知：CH4（g） + 2O2（g）＝CO2（g） + 2H2O（g）　 ΔH1 ＝ a kJ•mol－1

CO（g） + H2O （g）＝CO2（g） + H2 （g）　　 ΔH2 ＝ b kJ•mol－1

2CO（g） + O2（g）＝2CO2（g）　　　　　　 ΔH3 ＝ c kJ•mol－1

反应CO2（g） + CH4（g） ＝ 2CO（g） + 2H2（g） 的ΔH＝　　　　　　　 kJ•mol－1。

（2）利用废气中的CO2为原料制取甲醇，反应方程式为：CO2＋3H2 CH3OH＋H2O其他条件相同，该甲醇合成反应在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下反应相同时间后，CO2的转化率随反应温度的变化如图１所示。

①a点所代表的状态________（填“是”或“不是”）平衡状态。

②c点CO2的转化率高于b点，原因是_____________________________________。

（3）在实际生产中发现，随着甲醇的生成，还伴随有少量CO副产物出现：

，且CO2的转化率、甲醇的产率和CO含量除受浓度、度、压强等因素影响外，还受催化剂CuO的质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响（用空间流率表示）。通过实验分别得到如下数据图2、3：

①由图2得，最佳空间流率为　　　　　 h-1；

②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比，并记录到达平衡所需的时间，得到如下表数据，试说明不选择单组份ZnO原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃，起始时以0.1MPa，n（H2）：n（CO2）=3：1的投料比充入反应器中，发生反应：2CO2（g）+6H2（g） C2H4（g）+4H2O（g）△H，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图4所示：

①该进行的反应的△S 　　 　 0（填：“>”或“<”）

②对于气体反应，用某组分（B）的平衡压强（pB）代替物质的量浓度（cB）也可以表示平衡常数（记作KP），则该反应的KP＝　　　　　　　　　　　 。

③为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是　　　　　　　　　　 （列举2项）。

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已知：H₂（g）+O₂（g）=H₂O（1）   △H=-285.8kJ·mol^-1

              CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（1）△H=-890.3 kJ·mol^-1

现有H₂和CH₄的混合气体112 L（标准状况），使其完全燃烧生成CO₂（g）和H₂O（1），共放出热精3242．5 kJ，则原混合气体中H₂和CH₄的物质的量之，比是     （    ）

A．1：1                          B．1：3                   C．1：4                   D．2：3

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