合成气(CO和H2)是目前化工常用的原料，下面是用甲烷制备合成气的两种方法：①CH4(g)...

合成气(CO和H2)是目前化工常用的原料，下面是用甲烷制备合成气的两种方法：

①　 CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　 ΔH1=+216 kJ·mol-1；

②　 2CH4(g)+O2(g) 2CO(g)+4H2(g)　 ΔH2=-72 kJ·mol-1。

其中一个反应的反应过程与能量变化关系如图所示。则下列说法正确的是（　　 ）

A. E1表示2CH4(g)+O2(g) 2CO(g)+4H2(g)的活化能

B. E2表示CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的活化能

C. 该图示为反应②的反应过程与能量变化示意图

D. 一般情况下，加入催化剂，既能降低E1，也能降低E2，但不能改变E1与E2的差值

高二化学单选题中等难度题查看答案及解析

合成气(CO和H2)是目前化工常用的原料，下面是用甲烷制备合成气的两种方法：①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　 ΔH1=+216 kJ·mol-1；②2CH4(g)+O2(g)＝2CO(g)+4H2(g)　 ΔH2=-72 kJ·mol-1。其中一个反应的反应过程与能量变化关系如图所示。则下列说法正确的是

A. E1表示2CH4(g)+O2(g)＝2CO(g)+4H2(g)的活化能

B. E2表示CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的活化能

C. 该图示为反应②的反应过程与能量变化示意图

D. 一般情况下，加入催化剂，既能降低E1，也能降低E2，但不能改变E1与E2的差值

高二化学单选题中等难度题查看答案及解析

合成气(CO和H2)是目前化工常用的原料，下面是用甲烷制备合成气的两种方法：①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　 ΔH1=+216 kJ·mol-1；②2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)　 ΔH2=-72 kJ·mol-1。其中一个反应的反应过程与能量变化关系如图所示。则下列说法正确的是

A. E1表示2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)的活化能

B. E2表示CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的活化能

C. 该图示为反应②的反应过程与能量变化示意图

D. 一般情况下，加入催化剂，既能降低E1，也能降低E2，但不能改变E1与E2的差值

高二化学单选题中等难度题查看答案及解析

CO和H2在工业上常作为重要的化工原料，其混合气称为合成气。工业上CH4—H2O催化重整是目前大规模制取合成气的重要方法，其原理为：

反应Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　　 ∆H1=+210 kJ/mol

反应Ⅱ：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　　 ∆H2=﹣41 kJ/mol

(1)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)　　　 ∆H3=____ kJ/mol。

(2)反应Ⅰ达到平衡的标志是_____。

A．恒温恒容情况下，压强不再改变　　B．v正(CO)=3v逆(H2)

C．平均相对分子质量不再改变　　　D．恒温恒容情况下，气体密度不再改变

(3)若容器容积不变，不考虑反应Ⅰ，对反应Ⅱ下列措施可增加CO转化率的是____。

A．升高温度　　　　　　　　　B．将CO2从体系分离

C．充入He，使体系总压强增大　　　　D．按原投料比加倍投料

(4)将1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)加入恒温恒压的密闭容器中(温度298 K、压强100 kPa)，发生反应Ⅰ，不考虑反应Ⅱ的发生，该反应中，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)，其中k正、k逆为速率常数，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)。若该条件下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）。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：

（ⅰ）制备合成气：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　

（ⅱ）合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　

请回答下列问题：

（1）制备合成气：将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应（i）；CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①已知100℃时达到平衡的时间为5min，则从反应开始到平衡，用氢气表示的平均反应速率为：v(H2)= 　　 。

100℃时该反应的平衡常数K= 　　　 ；若升高温度，平衡常数K将 　　　　　　　 （填“增大”、“减小”或“不变”）。

②图中p1 　　　 p2（填“<”、”“>”或“=”）。

③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO2，发生反应如下：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为　　　　 。

（2）合成甲醇：在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下，向2L的密闭容器中通入1mol

CO(g)和2mol H2(g)，发生反应(ⅱ)。

①反应（ⅱ）需在　 　　　　　　　　　　　　　　　　 （填“高温”或“低温”）才能自发进行。

②据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量的CO2 有利于维持Cu2O的量不变，原因是_________________（用化学方程式表示）。

高二化学填空题极难题查看答案及解析

（14分）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

（1）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知：

CH₄(g)＋H₂O(g) ===CO(g)＋3H₂(g)        ΔH＝+206.2 kJ/mol

CH₄(g)＋CO₂(g) ===2CO(g)＋2H₂(g)       ΔH＝+247.4 kJ/mol

CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CO₂(g)和H₂(g)的热化学方程式为________。

（2）硫铁矿(FeS₂)燃烧产生的SO₂通过下列碘循环工艺过程既能制H₂SO₄，又能制H₂。

已知1g FeS₂完全燃烧放出7.1 kJ热量，FeS₂燃烧反应的热化学方程式为________。

该循环工艺过程的总反应方程式为________。

（3）电解尿素[CO(NH₂)₂]的碱性溶液制氢的装置示意图见图（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为________。

（4）用吸收H₂后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示)，NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：

NiO(OH)＋MHNi(OH)₂＋M

①电池放电时，正极的电极反应式为________。

②充电完成时，Ni(OH)₂全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O₂，O₂扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为________。

（5）Mg₂Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg₂Cu与H₂反应，生成MgCu₂和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）。Mg₂Cu与H₂反应的化学方程式为________。

高二化学填空题极难题查看答案及解析

氢气既是一种优质的能源，又是一种重要化工原料，高纯氢的制备是目前研究的热点。

(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，甲烷和水蒸气反应的热化学方程式：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ·mol-1。

已知反应器中存在如下反应过程式：

Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)　　 ΔH1=+206. 4 kJ. mol-1

Ⅱ.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　　 ∆H2=___。

(2)某温度下，4molH2O和1 mol CH4在体积为2L的刚性容器内同时发生反应I、Ⅱ，反应达到平衡时，体系中n(CO)=bmol、n(CO2)=dmol，则该温度下反应I的平衡常数K的值为_____用含字母b、d的代数式表示)

(3)欲增大CH4转化为H2的平衡转化率，可采取的措施有_____(填标号)。

A.适当增大反应物的投料比n(H2O)：n(CH4)

B.增大压强

C.分离出CO2

(4)H2用于工业合成氨：N2+3H2 2NH3.将n(N2)：n(H2)=1:3的混合气体，匀速通过装有催化剂的反应器中反应，反应器的温度变化与从反应器排出的气体中NH3的体积分数φ(NH3)的关系曲线如图，反应器温度高于T0后，NH3的体积分数g(NH3)随温度的升高而减小的原因是____。

某温度下，n(N2)：n(H2)=1:3的混合气体在刚性容器内发生反应，起始时气体总压为p0Pa，平衡时气体总压为0.9p0Pa，则H2的转化率为____，气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学反应平衡常数(记作Kp)，则此温度下，该反应的化学平衡常数Kp=_____(用含p0的代数式表示)。

高二化学综合题困难题查看答案及解析

氢气既是一种优质的能源，又是一种重要化工原料，高纯氢的制备是目前研究的热点。

(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，甲烷和水蒸气反应的热化学方程式：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ·mol-1。

已知反应器中存在如下反应过程式：

Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)　　 ΔH1=+206. 4 kJ. mol-1

Ⅱ.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　　 ∆H2=___。

(2)某温度下，4molH2O和1 mol CH4在体积为2L的刚性容器内同时发生反应I、Ⅱ，反应达到平衡时，体系中n(CO)=bmol、n(CO2)=dmol，则该温度下反应I的平衡常数K的值为_____用含字母b、d的代数式表示)

(3)欲增大CH4转化为H2的平衡转化率，可采取的措施有_____(填标号)。

A.适当增大反应物的投料比n(H2O)：n(CH4)

B.增大压强

C.分离出CO2

(4)H2用于工业合成氨：N2+3H2 2NH3.将n(N2)：n(H2)=1:3的混合气体，匀速通过装有催化剂的反应器中反应，反应器的温度变化与从反应器排出的气体中NH3的体积分数φ(NH3)的关系曲线如图，反应器温度高于T0后，NH3的体积分数g(NH3)随温度的升高而减小的原因是____。

某温度下，n(N2)：n(H2)=1:3的混合气体在刚性容器内发生反应，起始时气体总压为p0Pa，平衡时气体总压为0.9p0Pa，则H2的转化率为____，气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学反应平衡常数(记作Kp)，则此温度下，该反应的化学平衡常数Kp=_____(用含p0的代数式表示)。

高二化学综合题困难题查看答案及解析

利用甲烷与水反应制备氢气，因原料廉价产氢率高，具有实用推广价值。

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

②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－42.3kJ·mol-1

（1）甲烷和水蒸气生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为___________________。

（2）为了探究反应条件对反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH＝－42.3kJ·mol-1

的影响，某活动小组设计了三个实验，实验曲线如图3所示

①请依据实验曲线图补充完整表格中的实验条件：X＝______℃，Y＝______MPa。

②实验Ⅲ从开始至平衡，其平均反应速度率v(CO)＝___________mol·L-1·min-1。

③实验Ⅱ达平衡时CO的转化率________实验Ⅲ达平衡时CO的转化率（填“大于”、“小于”或“等于”）。

④在530℃时，平衡常数K=1，若往1L容器中投入0.2molCO(g)、0.2molH2O(g)、0.1molCO2(g) 、0.1 mol H2(g)，此时化学反应将_________（填“正向”、“逆向”或“不”） 移动。

高二化学填空题困难题查看答案及解析

甲烷广泛存在于天然气、沼气、煤矿坑气之中,是优质的气体燃料,更是制造许多化工产品的重要原料。

Ⅰ．制取氢气

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

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

（1）请写出CH4（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的热化学方程式___________________

（2）若将0.1mol CH4和0.1mol H2O（g）通入体积为10L的密闭容器里，在一定条件下发生反应：CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）,CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率_________；

②该反应的化学平衡常数___________________；

③图中的p1　 　　　　 　 p2（填“＜”、“＞”或“=”）；

Ⅱ．制备甲醇

（3）在压强为0.1MPa条件下，将a mol CO与3amol 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。若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是________；

A．升高温度

B．再充入1mol CO和3mol H2

C．将CH3OH（g）从体系中分离

D．充入He，使体系总压强增大

E．使用更高效的催化剂

Ⅲ．合成乙酸

（4）甲烷直接合成乙酸具有重要的理论意义和应用价值。光催化反应技术使用CH4和　　 　　 　　 （填化学式）直接合成乙酸，且符合“绿色化学”的要求（原子利用率100℅）。

高二化学填空题困难题查看答案及解析