煤炭气化作为洁净煤利用的核心技术，是影响煤化工系统效率、污染物及温室气体排放的关键。工业生...

煤炭气化作为洁净煤利用的核心技术，是影响煤化工系统效率、污染物及温室气体排放的关键。工业生产中主要的气化方式包括纯水气化、CO2气化和纯氧气化，反应如下：

i.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　　 ΔH=+119kJ·mol-1

ii.C(s)+CO2(g)2CO(g)　　 ΔH=+162kJ·mol-1

iii.C(s)+O2(g)CO(g)　　 ΔH=-123kJ·mol-1

iv.C(s)+ O2(g)CO2(g)　　 ΔH=-409kJ·mol-1

(1)均相水煤气反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的ΔH__。

(2)图1是不同气化方式得到的合成气成分，图2是温度对碳转化率的影响(碳转化率是指气化得到气体中的碳占入炉原料煤中碳的质量分数)。

①气化过程中不同氧化剂的配比会对合成气的成分造成很大影响，为了提高合成气的氢碳比，生产中应该适当提高__在氧化剂中的比例。

②若使用混合氧化剂进行气化，最佳气化温度是___℃。温度升高纯氧气化的碳转化率降低，原因是___。

③工业上常在压强200kPa的条件下进行气化，压强过高过低都不利于气化的进行，可能的原因是__。

④T℃时，向容积可变的恒压密闭容器中加入20g燃煤(含碳84%)和2molH2O(g)模拟纯水气化反应，起始容积为2L。一段时间达到平衡后，测得容器内H2为1mol。则该温度下C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数K=__。

(3)煤的气化中可以利用CO2捕集技术实现CO2的综合利用。用石墨电极电解CO2制CH3CH2OH的原理示意图如图：

①b为电源的___(填“正”或“负”)极。

②生成CH3CH2OH的电极反应式为___。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

煤的直接燃烧已引起严重的生态和环境污染，并且其直接燃烧很难解决温室气体减排问题。解决煤炭的清洁高效利用问题是中国发展低碳经济的关键。下图是煤气化和除硫的实验系统示意图：

其操作步骤为：

I．升温至实验温度，通人高纯N₂，从投料口加人石英砂（含载氧体）

Ⅱ．停止通入N₂，从反应器下方按比例通入水蒸气和CO₂，从投料口加入CaO

Ⅲ．停止通入水蒸气和CO₂，从投料口加入煤

Ⅳ．持续通入水蒸气和CO₂，开始反应；在气体出口管中通人高纯N₂

（1）冷凝器的作用是________。

（2）可使用CaCO₃代替CaO脱硫，CaCO₃脱硫的化学方程式为________。

（3）通人N₂的目的：________。

（4）反应器中发生如下几种反应：

C（s）十H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）   △H=+131kJ/mol

C（s）+O₂（g）=CO₂（g）             △H=-394kJ/mol

CO（g）+O₂（g）=CO₂（g）          △H=-283kJ/mol

CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）

下图能表示CO与H₂O（g）生成CO₂和H₂的反应过程和能量关系的图是________（填序号）。

（5）已知830℃时，CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）的平衡常数K=1，等物质的量的CO和H₂O反应达到平衡时，CO的转化率为________.

（6）煤气化过程中会生成少量CH₄，已知CH₄与CaSO₄反应生成CaS、CO₂和H₂O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

（7）煤气化后，混合气体由CO、H₂和CH₄等组成，可用于制燃料电池。其中碱性条件下CH₄参与反应的电极反应式为________。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是：C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g)−131.4 kJ。

（1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g／L，用H₂O表示0～5miin的平均反应速率为_________________________。

（2）能说明该反应已达到平衡状态的是________（选填编号）。

a．v_正 (C)= v_逆(H₂O)    b．容器中CO的体积分数保持不变

c．c(H₂)=c(CO)        d．炭的质量保持不变

（3）若上述反应在t₀时刻达到平衡(如图)，在t₁时刻改变某一条件，请在右图中继续画出t₁时刻之后正反应速率随时间的变化：

①缩小容器体积，t₂时到达平衡(用实线表示)；

②t₃时平衡常数K值变大，t₄到达平衡(用虚线表示)。

（4）在一定条件下用CO和H₂经如下两步反应制得甲酸甲酯：

①CO(g) + 2H₂(g)CH₃OH(g)    ②CO(g) + CH₃OH(g)HCOOCH₃(g)

①反应①中CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是。

②已知反应①中CO的转化率为80%，反应②中两种反应物的转化率均为85%，则5.04kgCO最多可制得甲酸甲酯________kg。

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“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是：C (s)＋H2O (g) CO(g)＋H2(g)　 ΔH = ＋131.4 kJ/mol

（1）在容积为3 L的密闭容器中发生上述反应，5 min后容器内气体的密度增大了0.12 g/L，用H2O表示0 ~ 5 min的平均反应速率为_________________________。

（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是　　 　　　　　 　　 。

A．CO的含量保持不变

B．v正(H2O)= v正(H2)

C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

（3）若上述反应在t0时刻达到平衡(如右图)，在t1时刻改变某一条件，请在右图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化：

①缩小容器体积，t2时到达平衡(用实线表示)；

②t3时平衡常数K值变大，t4到达平衡(用虚线表示)。

（4）在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇，CH3OH和CO的燃烧热为别725.8 kJ/mol ，283.0 kJ/mol，水的摩尔蒸发焓为44.0 kJ/mol，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式：　　 　 　　　　　　　　　 　 。

（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程。乙池中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　 。当甲池中增重16 g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为　　　 　　　 　 g。

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“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是：C (s)＋H2O (g) CO(g)＋H2(g)　 ΔH = ＋131.4 kJ/mol

（1）在容积为3 L的密闭容器中发生上述反应，5 min后容器内气体的密度增大了0.12 g/L，用H2O表示0 ~ 5 min的平均反应速率为_________________________。

（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是　　 　　　　　 　　 。

A．CO的含量保持不变

B．v正(H2O)= v正(H2)

C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

（3）若上述反应在t0时刻达到平衡(如下图)，在t1时刻改变某一条件，请在下图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化：（用实线表示）

①缩小容器体积，t2时到达平衡；②t3时平衡常数K值变大，t4到达平衡。

（4）在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇，CH3OH和CO的燃烧热为别725.8 kJ/mol ，283.0 kJ/mol，1 mol液态水变成气态水吸热44.0 kJ，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式：　　 　　　　　　　　 　 。

（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程。乙池中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　 。当甲池中增重16 g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为　　　　 　 g。

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“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是：

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4kJ/mol

（1）在容积为3 L的密闭容器中发生上述反应，5 min后容器内气体的密度增大了0.12 g/L，用H2O表示0 ~ 5 min的平均反应速率为______________________。

（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是　　 　　　 　　 。

A．CO的含量保持不变

B．v正（H2O）= v正（H2）

C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

（3）若上述反应在t0时刻达到平衡（如图），在t1时刻改变某一条件，请在右图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化：

①缩小容器体积，t2时到达平衡（用实线表示）；

②t3时平衡常数K值变大，t4到达平衡（用虚线表示）。

（4）在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇，CH3OH和CO的燃烧热为别725.8 kJ/mol ，283.0 kJ/mol，水的摩尔蒸发焓为44.0 kJ/mol，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　 。

（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程。乙池中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　 。当甲池中增重16 g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为　　 　 　 g。

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“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛．生产煤炭气的反应之一是：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　 H=+131.4kJ/mol

（1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L，用H2O表示0～5min的平均反应速率为______________。

（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是___________．

A．CO的含量保持不变

B．v正(H2O)=v正(H2)

C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

（3）若上述反应在t0时刻达到平衡(如图)，在t1时刻改变某一条件，请在图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化：

①缩小容器体积，t2时到达平衡（用实线表示）；

②t3时平衡常数K值变大，t4到达平衡（用虚线表示）．

（4）在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇，CH3OH和CO的燃烧热分别为725.8kJ/mol，283.0kJ/mol，1molH2O(l)变为H2O(g)吸收44.0 kJ的热量，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式_______________________

（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程．乙池中发生反应的离子方程式为_____________。当甲池中增重16g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为_________g。

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过度排放CO₂会造成“温室效应”，为了减少煤燃烧对环境造成的污染，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径。煤综合利用的一种途径如图所示。

（1）已知①C(s) ＋ H₂O(g) = CO(g)＋H₂(g)      ΔH₁＝＋131.3 kJ·mol^－1

②C(s) ＋ 2H₂O(g) = CO₂(g) ＋ 2H₂(g)  ΔH₂＝＋90 kJ·mol^－1

则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是   ________________________，

（2）用下图原电池装置可以完成过程⑤的转化，该装置b电极的电极反应式是_______________________。

（3）在压强为0.1 MPa条件下，容积为V L的密闭容器中a mol CO与2a mol H₂在催化剂作用下反应生成甲醇：

CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示，则：

①p₁________p₂(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②在其他条件不变的情况下，向容器中再增加a mol CO与2a mol H₂，达到新平衡时，CO的平衡转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③在p₁下，100 ℃时，CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)反应的平衡常数为________(用含a、V的代数式表示)。

（4）如图表示CO₂与H₂反应生成CH₃OH和H₂O的过程中能量(单位为kJ·mol^－1)的变化：

关于该反应的下列说法中，正确的是________(填编号)。

A．ΔH＞0，ΔS＞0              B．ΔH＞0，ΔS＜0

C．ΔH＜0，ΔS＜0              D．ΔH＜0，ΔS＞0

（5）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO₂和3 mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)，测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化的曲线如图所示：

①从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率v(CO₂)＝________。

②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________(填编号)。

A．升高温度             B．将CH₃OH(g)及时液化移出

C．选择高效催化剂       D．再充入1 mol CO₂和3 mol H₂

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过度排放CO₂会造成“温室效应”，为了减少煤燃烧对环境造成的污染，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径。煤综合利用的一种途径如图所示。

（1）已知①C(s) ＋ H₂O(g) = CO(g)＋H₂(g)      ΔH₁＝＋131.3 kJ·mol^－1

②C(s) ＋ 2H₂O(g) = CO₂(g) ＋ 2H₂(g)  ΔH₂＝＋90 kJ·mol^－1

则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是   ________________________，

（2）用下图原电池装置可以完成过程⑤的转化，该装置b电极的电极反应式是_______________________。

（3）在压强为0.1 MPa条件下，容积为V L的密闭容器中a mol CO与2a mol H₂在催化剂作用下反应生成甲醇：

CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示，则：

①p₁________p₂(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②在其他条件不变的情况下，向容器中再增加a mol CO与2a mol H₂，达到新平衡时，CO的平衡转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③在p₁下，100 ℃时，CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)反应的平衡常数为________(用含a、V的代数式表示)。

（4）如图表示CO₂与H₂反应生成CH₃OH和H₂O的过程中能量(单位为kJ·mol^－1)的变化：

关于该反应的下列说法中，正确的是________(填编号)。

A．ΔH＞0，ΔS＞0              B．ΔH＞0，ΔS＜0

C．ΔH＜0，ΔS＜0              D．ΔH＜0，ΔS＞0

（5）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO₂和3 mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)，测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化的曲线如图所示：

①从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率v(CO₂)＝________。

②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________(填编号)。

A．升高温度             B．将CH₃OH(g)及时液化移出

C．选择高效催化剂       D．再充入1 mol CO₂和3 mol H₂

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过度排放CO₂会造成“温室效应”，为了减少煤燃烧对环境造成的污染，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径。煤综合利用的一种途径如图所示。

（1）已知①C(s) ＋ H₂O(g) = CO(g)＋H₂(g)      ΔH₁＝＋131.3 kJ·mol^－1

②C(s) ＋ 2H₂O(g) = CO₂(g) ＋ 2H₂(g)  ΔH₂＝＋90 kJ·mol^－1

则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是   ________________________，

（2）用下图原电池装置可以完成过程⑤的转化，该装置b电极的电极反应式是_______________________。

（3）在压强为0.1 MPa条件下，容积为V L的密闭容器中a mol CO与2a mol H₂在催化剂作用下反应生成甲醇：

CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示，则：

①p₁________p₂(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②在其他条件不变的情况下，向容器中再增加a mol CO与2a mol H₂，达到新平衡时，CO的平衡转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③在p₁下，100 ℃时，CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)反应的平衡常数为________(用含a、V的代数式表示)。

（4）如图表示CO₂与H₂反应生成CH₃OH和H₂O的过程中能量(单位为kJ·mol^－1)的变化：

关于该反应的下列说法中，正确的是________(填编号)。

A．ΔH＞0，ΔS＞0              B．ΔH＞0，ΔS＜0

C．ΔH＜0，ΔS＜0              D．ΔH＜0，ΔS＞0

（5）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO₂和3 mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)，测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化的曲线如图所示：

①从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率v(CO₂)＝________。

②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________(填编号)。

A．升高温度             B．将CH₃OH(g)及时液化移出

C．选择高效催化剂       D．再充入1 mol CO₂和3 mol H₂

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