为解决燃料危机和温室效应，科学家尝试用CO2与CH4制取CO和H2。（1）已知：①CH4(...

为解决燃料危机和温室效应，科学家尝试用CO2与CH4制取CO和H2。

（1）已知：①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　　　 ΔH1=+206.1kJ·mol-1

②2H2(g)+CO(g)CH3OH(1)　　　　 ΔH2=－128.3kJ·mol-1

③2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　　　　 ΔH3=－483.6kJ·mol-1

④2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(1)　　　 △H4

在合适的催化剂作用下，采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇在低温下能否自发进行____(填“能”或“否”)，理由是____。

（2）某温度下，CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，将1molCH4(g)和1molH2O(g)加入100kPa的密闭容器中，正反应速率v正=k正×p(CH4)×p(H2O)，逆反应速率v逆=k逆×p(CO)×p3(H2)，p为分压(分压=总压×物质的量分数)，则该反应的压强平衡常数Kp=____(以k正、k逆表示)。若k正=4.4×104kPa-1·s-1，当CH4分解20%时，v正=____kPa·s-1（保留两位有效数字）。

（3）CO2用于生产乙烯，已知：2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)　　 ΔH=QkJ/mol。

一定条件下，按不同的投料比向某容积可变的恒压密闭容器中充入CO2、H2，测得不同投料比时CO2的转化率与温度的关系如图所示。

①X1____X2（填“＞”或“＜”，后同），Q____0。

②图中A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为_____。

（4）常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3。

①若某次捕捉后得到pH=10的溶液，则溶液中c(CO32-)∶c(HCO3-)=____。

[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11]。

②欲用5LNa2CO3溶液将23.3gBaSO4固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为____。[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10-7、Ksp(BaCO3)=2.5×10-6]。(忽略溶液体积的变化)

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为解决“温室效应”日趋严重的问题，科学家们不断探索CO2的捕获与资源化处理方案，利用CH4捕获CO2并转化为CO和H2混合燃料的研究成果已经“浮出水面”。

已知：①CH4(g)十H2O(g)=CO(g)+3H2(g)　　 △H1=+206.4kJ/mol

②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)　　 △H2=-41.2kJ/mol

T1℃时，在2L恒容密闭容器中加入2molCH4和1molCO2，并测得该研究成果实验数据如下：

请回答下列问题：

(1)该研究成果的热化学方程式③CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)　 △H=__。

(2)30s时CH4的转化率为__，20~40s，v(H2)=__。

(3)T2℃时，该反应的化学平衡常数为1.5，则T2__T1(填“>”“=”或“<”。)

(4)T1℃时反应③达到平衡的标志为__。

A．容器内气体密度不变

B．体系压强恒定

C．CO和H2的体积分数相等且保持不变

D．2v(CO)逆=v(CH4)正

(5)上述反应③达到平衡后，其他条件不变，在70s时再加入2molCH4和1molCO2，此刻平衡的移动方向为__(填“不移动”“正向”或“逆向")，重新达到平衡后，CO2的总转化率比原平衡__(填“大”“小”或“相等”)。

(6)由图可知反应在t1、t2、t3时都达到了平衡，而在t2、t4、t8时都改变了条件，试判断t2时改变的条件可能是__。若t4时降低温度，t5时达到平衡，t6时增大了反应物浓度，请补t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线___。

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探索CO2与CH4的反应使其转化为CO和H2，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要意义。回答下列问题

(1)已知：①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　 △H1=+206.1kJ·mol－1

②2H2(g)+CO(g)CH3OH(1)　　 △H2=－128.3kJ·mol－1

③2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　　 △H3=－483.6kJ·mol－1

25℃时，在合适的催化剂作用下，采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为______________________。

(2)向某密闭恒容容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①工业生产时一般会选择在P4和1250℃条件下进行反应，请解释其原因______________________。

②在压强为P4、1100℃的条件下，该反应在5min时达到平衡点X，则0-5min内，用CO表示该反应平均速率为___________；该温度下，反应的平衡常数为___________(保留3位有效数字)。

(3)工业上用CO和H2制取甲醇反应方程式为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。对于该合成反应，若通入的CO的物质的量一定，如图为4种投料比[n(CO)︰n(H2)分别为5︰7、10︰17、5︰9、1︰2]时，反应温度对CO平衡转化率的影响曲线。

①曲线b对应的投料比是___________

②当反应在曲线a、b、c对应的投料比下达到相同的平衡转化率时，对应的反应温度和投料比的关系是___________。

③投料比为10︰17反应温度为T1时，平衡混合气体中CO的物质的量分数为___________。

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探索CO2与CH4的反应使其转化为CO和H2，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要意义。回答下列问题

(1)已知：①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　 △H1=+206.1kJ·mol－1

②2H2(g)+CO(g)CH3OH(1)　　 △H2=－128.3kJ·mol－1

③2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　　 △H3=－483.6kJ·mol－1

25℃时，在合适的催化剂作用下，采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为______________________。

(2)向某密闭恒容容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①工业生产时一般会选择在P4和1250℃条件下进行反应，请解释其原因______________________。

②在压强为P4、1100℃的条件下，该反应在5min时达到平衡点X，则0-5min内，用CO表示该反应平均速率为___________；该温度下，反应的平衡常数为___________(保留3位有效数字)。

(3)工业上用CO和H2制取甲醇反应方程式为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。对于该合成反应，若通入的CO的物质的量一定，如图为4种投料比[n(CO)︰n(H2)分别为5︰7、10︰17、5︰9、1︰2]时，反应温度对CO平衡转化率的影响曲线。

①曲线b对应的投料比是___________

②当反应在曲线a、b、c对应的投料比下达到相同的平衡转化率时，对应的反应温度和投料比的关系是___________。

③投料比为10︰17反应温度为T1时，平衡混合气体中CO的物质的量分数为___________。

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（14分）CO2作为未来碳源，既可弥补因石油、天然气等大量消耗引起的“碳源危机”，又可有效地解决温室效应。请回答下列问题：

（1）将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H = +206 kJ·mol-1。将等物质的量的CH4和H2O(g)充入2 L恒容密闭容器，某温度下反应5 min后达到平衡，此时测得CO的物质的量为0.10 mol，则5 min内H2的平均反应速率为　　　　　　　　　　 。平衡后可以采取下列　　　　　　　　　　 的措施能使n（CO）：n（CH4）增大。

A．加热升高温度

B．恒温恒容下充入氦气

C．恒温下增大容器体积

D．恒温恒容下再充入等物质的量的CH4和H2O

（2）工业上可以利用CO为原料制取CH3OH。

已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)　 △H=-49.5 kJ·mol－1

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

①试写出由CO和H2制取甲醇的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②该反应的△S　　　　 0(填“>”或“<”或“=”)，在 　　　　　　 情况下有利于该反应自发进行。

（3）某科研人员为研究H2和CO合成CH3OH的最佳起始组成比n(H2) ： n(CO)，在l L恒容密闭容器中通入H2与CO的混合气（CO的投入量均为1 mol），分别在230°C、250°C和270°C进行实验，测得结果如下图，则230℃时的实验结果所对应的曲线是　　　　　 (填字母)；理由是　　　　　　　　 　　　　 。列式计算270℃时该反应的平衡常数K：　　　　　　　 。

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研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要的意义。

（1）已知CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　 △H＝＋248kJ·mol－1、△S＝310J •mol-1·K-1，该反应能自发进行的温度范围为____。

（2）在密闭恒容容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①工业生产时一般会选用P4和1250℃进行合成，请解释其原因___________。

②在压强为P3、1000℃的条件下，该反应5min时达到平衡点Y，则用CO表示该反应的速率为_____，该温度下，反应的平衡常数为_________（保留3位有效数字）。

（3）CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2 (g)来制取

①在恒温恒容下，如果从反应物出发建立平衡，可认定已达平衡状态的是________。

A．体系压强不再变化　　　　　　　 B．H2、CO和H2O的物质的量之比为1:1:1　　　

C．混合气体的密度保持不变　　　 D．混合气体中H2O的百分含量保持不变

②在某体积可变的密闭容器中同时投入四种物质，2min时达到平衡，测得容器中有1mol H2O（g）、1mol CO（g）、2.2molH2（g）和足量的C（s），如果此时对体系加压，平衡向__________(填“正”或“逆”)反应方向移动，达到新的平衡后，气体的平均摩尔质量为__________________。

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研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要的意义。

（1）已知CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　　 △H＝＋248kJ·mol－1、△S＝310J •mol－1·K－1，该反应能自发进行的温度范围为____________________。

（2）在密闭恒容容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

①工业生产时一般会选用P4和1250℃进行合成，请解释其原因_________________________。

②在压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡点X，则用CO表示该反应的速率为_____，该温度下，反应的平衡常数为_____________________（保留3位有效数字）。

（3）CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2 (g)来制取

①在恒温恒容下，如果从反应物出发建立平衡，可认定已达平衡状态的是____________________。

A．体系压强不再变化　　　　　　　　　　 B．H2、CO和H2O的物质的量之比为1:1:1

C．混合气体的密度保持不变　　　　　　 D．气体平均相对分子质量保持不变

②在某体积可变的密闭容器中同时投入四种物质，2min时达到平衡，测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2.2molH2(g)和足量的C(s)，如果此时对体系加压，平衡向___________(填“正”或“逆”)反应方向移动，达到新的平衡后，气体的平均摩尔质量为_____________________。

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研究CO2与CH4反应转化为CO和H2，对减缓燃料危机、减少温室效应具有重要的意义。

（1）已知：①2CO(g)+O2（g）＝2CO2(g) △H＝－566 kJ·mol-1②2H2(g)+O2（g）＝2H2O(g) △H＝－484kJ·mol-1

③CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(g) △H＝－890kJ·mol-1则CH4(g)+CO2(g)= 2CO(g)+2H2(g)△H＝___kJ·mol-1。

（2）在密闭容器中通入物质的量浓度均为nmol的CH4与CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)= 2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

①下列事实能说明该反应一定达到平衡的是____。

a．CO2的浓度不在发生变化

b．V（CH4）=2v（CO）

c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化

d．CO与H2的物质的量比为1:1

②据图可知，P1、P2、P3、P4由大到小的顺序位______，理由是____。

③在压强为P4、1100℃的条件下，用n和P4列式计算X电平衡常数Kp=____（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压*物质的量分数）。

（3）工业上可用CO2与NH3合成制尿素的原料氨基甲酸铵（NH2COONH4）。氨基甲酸铵极易发生反应：NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O，该反应在酸性条件下进行得更彻底。25℃时，向1L0.1molL-1的盐酸中逐渐加入氨基甲酸铵粉末至溶液呈中性（忽略溶液体积变化），共用去0.052mol氨基甲酸铵。若此时溶液几乎不含碳元素，则该溶液中c（NH4+）=____，NH4+水解平衡常数KA=____。

（4）控制溶液PH为9-10，用漂白粉可除去CN-、CI-废水中的CN-，CN-被氧化为两种无污染的气体，写出该反应的离子方程式____________。

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（14分）研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要的意义。

（1）已知：①2CO(g)+O2（g）＝2CO2(g)　△H＝－566 kJ·mol-1

　　　　　　　　　 ②2H2(g)+O2（g）＝2H2O(g)　△H＝－484kJ·mol-1

　　　　　　　　 　 ③CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(g)　△H＝－802kJ·mol-1

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

（２）在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·Ｌ-1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

据图可知，P1 、P2、 P3 、P4 由大到小的顺序　　。

在压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡点X，则用CO表示该反应的速率为　　　　　 。该温度下，反应的平衡常数为　　　　　 。　

（3）CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)来制取。

①在恒温恒容下，如果从反应物出发建立平衡，可认定平衡已达到的是　 　　　

A．体系压强不再变化　　　　　　　　　　 B．H2与CO的物质的量之比为1 ：1

C．混合气体的密度保持不变　　　　　　 D. 气体平均相对分子质量为15，且保持不变

② 在某密闭容器中同时投入四种物质，2min时达到平衡，测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、

2.2molH2(g)和一定量的C(s)，如果此时对体系加压，平衡向 　　 （填“正”或“逆”）反应方向移动，第5min时达到新的平衡，请在下图中画出2～5min内容器中气体平均相对分子质量的变化曲线。

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研究CO₂与CH₄，反应使之转化为CO和H₂，对减缓燃料危机、减小温室效应具有重要的意义。

（1）已知：2CO（g）+O₂（g）＝2CO₂（g）  △H＝－566kJ/mol

2H₂（g）+O₂（g）＝2H₂O（g）   △H＝－484kJ/mol

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

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

(2)在密闭容器中通人物质的量浓度均为0.1mol/L的CH₄与CO₂，在一定条件下发生反应CH₄（g）+CO₂（g）＝2CO（g）+2H₂（g），测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图1：

①下列事实能说明该反应一定达到平衡的是________。

a．CO₂的浓度不再发生变化

b．υ_正（CH₄）＝2υ_逆（CO）

c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化

d．CO与H₂的物质的量比为1:1

②据图可知，P₁、P₂、P₃、P₄由大到小的顺序为________。

③在压强为P₄、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡x点，则用CO表示该反应的速率为________，该温度下，反应的平衡常数为________。

(3)用CO与H₂可合成甲醇(CH₃OH)，以甲醇和氧气反应制成的燃料电池如图2所示，该电池工作程中O₂应从________ (填“c或一b”)口通人，电池负极反应式为________，若用该电池电解精炼铜，每得到6. 4g铜，转移电子数目为________。

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