CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2的反应，制造更高价值的化学品是目前的...

CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2的反应，制造更高价值的化学品是目前的研究目标。250℃时，以镍合金为催化剂，发生如下反应：CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）。

（1）此温度下该反应的平衡常数表达式K=___；

（2）已知：①CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）　　 △H=-890.3kJ•mol-1

②CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）　　 △H=+2.8kJ•mol-1

③2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）　　 △H=-566.0kJ•mol-1

反应CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）的△H=___kJ•mol-1。

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Ⅰ．CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2的反应，制造更高价值的化学品是目前的研究目标。250℃时，以镍合金为催化剂，发生如下反应：CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)

(1)此温度下该反应的平衡常数表达式K=　　　　　　　　　　 。

(2)已知：①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)　　 △H=﹣890.3kJ•mol﹣1

② CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)　 △H=+2.8kJ•mol﹣1

③2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)　　 △H=﹣566.0kJ•mol﹣1

反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的△H=　　　　　　　　 kJ•mol﹣1；

(3)利用上述反应①设计燃料电池(电解质溶液为氢氧化钾溶液)，写出电池负极的电极反应式　　　　 　 　　 。

Ⅱ．能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应原理为：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)　　 △H。

下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)：

(1)根据表中数据可判断△H　　　　 0 (填“＞”、“=”或“＜”)．

(2)300℃时，将2molCO、3molH2和2molCH3OH充入容积为1L的密闭容器中，此时反应将　　 　　　　 (填序号)：A正向移动 B逆向移动　 C处于平衡状态　 D无法判断

(3)下列能说明上述反应达到化学平衡状态的标志是

A．恒温恒容下，混合气体的密度不在变化

B．达平衡时，v(CO)：v(H2)：v(CH3OH)=1：2：1

C．达平衡时，CH3OH浓度不再变化

D．单位时间内生产nmolCO同时生成2nmolH2

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(14 分)CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。

（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：

①此温度下该反应的平衡常数K=　　 　　　　 　　 。

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

CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H=2.8 kJ·mol－1

2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol－1

反应CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) 的△H＝　 　　　　　　　 　 ；

③在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如右图所示。t1～t2℃时，温度升高而CO的生成速率降低的原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 ；

（∆代表CO的生成速率，■代表催化剂的催化效率）

④为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是　 　　　　　　　　　　　　 　 ；

⑤若再向容器中同时充入2.0 mol CO2、6.0 mol CH4、4.0 molCO 和8.0 molH2，则上述平衡向　　　　　　　 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

（2）以CO2为原料可以合成多种物质。

①可降解二氧化碳聚合物是由CO2加聚而成，写出其结构简式：　 　　　　　　　　　　　 　 ；

②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，CO2在铜电极上可转化为甲烷，该电极反应方程式为　　 　　 。

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CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。

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

CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H=2.8 kJ·mol－1

2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol－1

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

（2）为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验： 在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）△H= - 49.0kJ/mol。测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率

v（H2）=　　 　　　　 　 mol/（L·min）

②该反应的平衡常数表达式为　　　　　　　　　　 ，升高温度，平衡常数的数值将　　　　 （填“增大”、“减小”或“不变”）。

③下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是　　　　　　 。

A．升高温度

B．充入He（g），使体系压强增大

C．将H2O（g）从体系中分离

D．再充入1molCO2和3molH2

④在25℃、101kPa下，1g液态甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为________________________。

⑤我们常用的一种甲醇燃料电池，是以甲醇与氧气的反应为原理设计的，其电解质溶液是KOH溶液。写出该电池负极的电极反应式__________________________。

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碳及其化合物广泛存在于自然界。随着科技的进步，利用化学反应原理将含碳物质进行合理转化，已成为资源利用、环境保护等社会关注问题的焦点。如CO2是人类工业生产排放的主要的温室气体，利用CO2制造更高价值化学品是目前的研究热点。

（1）①利用CH4和CO2这两种温室气体可以生产水煤气。已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)　 △H =890.3 kJ·mol－1

CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g)　　 △H =+2.8 kJ·mol－1

2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)　　　　　　　　 △H =566.0 kJ·mol－1

反应CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g) 的△H =____kJ·mol－1

②250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L恒容容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2 (g)＋CH4(g)　 2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：

此温度下该反应的平衡常数K=_______。

（2）利用CO2催化加氢可以合成乙醇，反应原理为：2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g)　 ∆H<0,设m为起始时的投料比，即m= n(H2)/ n(CO2)。

①图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为____。

②图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为____。

（3）高温电解技术能高效实现下列反应：CO2+H2O CO+H2+O2，其可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。工作原理示意图如下：

电极a的电极反应式____。

（4）工业生产烟气中的CO2捕获技术之一是氨水溶液吸收技术，将烟气冷却至15.5℃～26.5℃后用氨水吸收过量的CO2。已知：NH3·H2O的Kb=1.7×10－5，H2CO3的Ka1=4.3×10－7、Ka2=5.6×10－11。吸收后所得溶液的pH____7（填“＞”、“=”或“＜”）。

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碳及其化合物广泛存在于自然界。随着科技的进步，利用化学反应原理将含碳物质进行合理转化，已成为资源利用、环境保护等社会关注问题的焦点。如CO2是人类工业生产排放的主要的温室气体，利用CO2制造更高价值化学品是目前的研究热点。

（1）①利用CH4和CO2这两种温室气体可以生产水煤气。已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)　 △H =890.3 kJ·mol－1

CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g)　　 △H =+2.8 kJ·mol－1

2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)　　　　　　　　 △H =566.0 kJ·mol－1

反应CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g) 的△H =____kJ·mol－1

②250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L恒容容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2 (g)＋CH4(g)　 2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：

此温度下该反应的平衡常数K=_______。

（2）利用CO2催化加氢可以合成乙醇，反应原理为：2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g)　 ∆H<0,设m为起始时的投料比，即m= n(H2)/ n(CO2)。

①图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为____。

②图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为____。

（3）高温电解技术能高效实现下列反应：CO2+H2O CO+H2+O2，其可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。工作原理示意图如下：

电极a的电极反应式____。

（4）工业生产烟气中的CO2捕获技术之一是氨水溶液吸收技术，将烟气冷却至15.5℃～26.5℃后用氨水吸收过量的CO2。已知：NH3·H2O的Kb=1.7×10－5，H2CO3的Ka1=4.3×10－7、Ka2=5.6×10－11。吸收后所得溶液的pH____7（填“＞”、“=”或“＜”）。

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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，减少温室效应具有重要的意义。

(1)已知该转化反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　 ΔH，为加快该反应的化学反应速率，应采用的有效措施有________________________________________________(填写两种)。

(2)在密闭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)　 ΔH，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

①由图可知，该反应的ΔH____________0 (填写“大于”或者“小于”)，P1、P2、P3、P4由大到小的顺序为_________________________。

②工业生产时一般会选用P4和1250℃进行合成，请解释其原因______________________________。

③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_________________mol·L-1·min-1。

④1100℃的条件下，反应的平衡常数K的表达式为K=______________________，经计算K的数值为K=_____________(保留3位有效数字)，若要使K减小可采取的措施是_________________。

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

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

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)、2.2mol H2(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，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）已知该转化反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH，则加快该反应的化学反应速率，应采用的有效措施有___________________________（填写两种）。

（2）在密闭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) ΔH，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

①由图可知，该反应的ΔH_____0 （填写“大于”或者“小于”），P1、P2、P3、P4由大到小的顺序为_________________________。

②工业生产时一般会选用P4和1250℃进行合成，请解释其原因______________________________。

③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_________________mol·L-1·min-1。

④该温度下，反应的平衡常数K的数学表达式为K=_______，经计算K的数值为K=_____________（保留3位有效数字），若要使K减小可采取的措施是_________________。

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

C. 气体平均相对分子质量不变　　　　　 D.混合气体的密度保持不变

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，达到新的平衡后，气体的平均摩尔质量为________________。

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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)。

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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)。

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