碳及其化合物在工农业上有重要作用。（1）水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体，水煤气...

碳及其化合物在工农业上有重要作用。

（1）水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体，水煤气的主要成分为_________

（用化学式表示）；

（2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯度MgO。若在750℃时，测得气体中含有等物质的量的SO2、SO3，则反应的化学方程式为____________；

（3）二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由CO2制取碳的太阳能工艺如右图所示。

①若“重整系统”发生的反应中＝6，则FexOy的化学式为____________；　　　

②“热分解系统”中每分解1mol FexOy，转移电子的物质的量为____________。

（4）工业上用CO2和H2反应合成甲醚。

已知：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH＝−130.8 kJ·mol－1

①一定条件下，上述合成甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某一个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是____________（填标号）。

a．逆反应速率先增大后减小　　　　　 b．反应物的体积百分含量减小

c．H2的转化率增大　　　　　　　　　　 d．容器中的n(CO2)/n(H2)值变小

②某压强下，合成甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图所示。

T1温度下，将4molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中，5min后该反应达到平衡，则0～5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)＝______________；

KA、KB、KC三者之间的大小关系为_____________。

（5）常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，在该溶液中，c(NH4+)________（填“>”、“<”或“＝”）c(HCO3-；反应NH4+＋HCO3‑＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝__________。

（已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb＝2×10－5，H2CO3的电离平衡常数K1＝4×10－7，K2＝4×10－11）

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(8分)水蒸气通过的灼热的焦炭后，流出气体的主要成分是 CO 和 H₂，还有 CO₂和水蒸气等．现利用下图中提供实验装置，证明上述混合气体中有CO 和 H₂．（A中加热装置在图中略去）回答下列问题：

（1）C装置的用途是________

（2）仪器 E 中需加入的试剂是________

（3）仪器 F 中需加入的试剂是：________，其目的是 ________

（4）能证明混合气中含有 CO 的实验现象是

（5）有人认为该实验装置存在一个缺陷，你认为这个缺陷是 ________

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（共10分）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用焦炭与水蒸气在高温下的反应产物（水煤气）合成二甲醚。请回答下列问题：

（1）、制水煤气的主要化学反应方程式为：　　　　　　　　　　　　　。

（2）、煤的气化过程中产生的有害气体H₂S用Na₂CO₃溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）、利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

　① 2H₂(g)CO(g)CH₃OH(g)90.8 kJ

　② 2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)H₂O(g)23.5 kJ

　③ CO(g)H₂O(g)CO₂(g)H₂(g)41.3 kJ

　总反应：3H₂(g)3CO(g)CH₃OCH₃(g)CO₂(g)Q，其中Q　　　　kJ；

　一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是

　　　　（填字母代号）。

a．低温高压                b．加入催化剂            c．减少CO₂的浓度     d．增加CO的浓度

（4）、已知某温度下反应②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)H₂O(g)在一密闭容器中进行到10min时恰好达平衡，测得各组分的浓度如下：

　比较此时正、逆反应速率数值（单位相同）的大小：(甲醇) 　　(水)（填“＞”、“＜”或“＝”)。

　反应开始时(CH₃OH)________　　　　；

　该时间内的平均反应速率(CH₃OH)　　　　；

　该温度下反应的平衡常数值为　　　　。（精确到0.01）

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科学家要研究跟碳元素及其化合物相关的很多课题。

（1）焦炭可用于制取水煤气。测得12g碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了131. 6kJ热量，该反应的热化学方程式是_________ 。

（2）工业上可用焦炭冶炼金属，若0.5mol碳完全与赤铁矿反应，得到0.6mol铁，同时生成2种常见气体，则该反应的化学方程式是_________。

（3）碳跟水蒸气制水煤气的反应是一个可逆反应，下列情况下能判断该反应一定达到平衡状态的是_________（选填编号．）。

A．V正(H2O)=V正(H2)

B．容器中温度不再发生改变

C．消耗nmolH2 同时消耗nmolCO

D．容器中气体的总物质的量不随时间改变

（4）温度T1时，在一体积为2L的密闭容积中,加入2.0molCO和2.0mol的H2,反应中c(H2O)的变化情况如图所示,T1时反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的平衡常数的数值为_________。在第5分钟时将体系的温发升高到T2，若在第8分钟时达到新的平衡，请在下图中画出第5分钟到9分钟后c(H2O)浓度变化趋势的曲线（只要求定性表示）。

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按要求完成下列各小题。

Ⅰ、CO和H₂的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，焦炭、天然气（主要成分为CH₄）、重油、煤在高温下均可与水蒸气反应制得合成气。

（1）已知某反应的平衡常数表达式为：

它所对应的化学方程式为：。

（2）向体积为2L的密闭容器中充入CH₄和H₂O(g)组成的混合气（共1mol），在一定条件下发生反应，并达到平衡状态，测得温度、压强、投料比X〔n(CH₄)/n(H₂O)〕对该反应的影响如图所示。

①图1中的两条曲线所示投料比的关系X₂ ____ X₁(填“=”“>”或“<”下同)

②图2中两条曲线所示的压强比的关系：P₂ _______P₁

（3）以CH₄、O₂为原料可设计成燃料电池：

①设装置中盛有150.0mL 1.0mol/L KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为4.48L，假设放电过程中没有气体逸出，则放电完毕后，所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为：

②以H₂SO₄溶液代替KOH溶液为电解质溶液,将CH₄改为C₆H₁₂O₆ ，则燃料电池的负极反应式为：

________。

Ⅱ、（1）某温度(t℃)时，测得0.01mol·L^-1的NaOH溶液的pH＝11。在此温度下，将pH＝2的H₂SO₄溶液V_aL与pH＝12的NaOH溶液V_bL混合，若所得混合液为中性，则V_a︰V_b＝。

(2)在25℃时，将c mol·L^-1的醋酸溶液与0.02 mol·L^-1NaOH溶液等体积混合后溶液刚好呈中性，用含c的代数式表示CH₃COOH的电离常数K_a=____________________。

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水蒸气跟灼热的焦炭反应，生成A和P的混合气体，它是合成多种有机物的原料气，如图所示的是合成物质的路线。其中D、G互为同分异构体，G、F是相邻的同系物，B、T属同类有机物，T分子中碳原子数是B的2倍，等摩尔T、B跟足量的金属钠反应，T产生的氢气是B的2倍，S能跟新制的氢氧化铜反应，1mol S能产生1mol氧化亚铜。

写出：（1）化学式A________、P________。

（2）结构简式B________、D________、S________。

（3）反应类型：X________、Y________。

（4）化学反应方程式：________。T与过量的G在浓H₂SO₄存在和加热条件下反应：________。

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(7 分 )水煤气 (主要成分：CO、H₂ ) 是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的炭层制得：

C (s) + H₂O(g)≒CO (g) +H₂ (g)；△H =+131.3kJ•mol^－1

（1）某温度下，四个容器中均进行着上述反应，各容器中炭足量，其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。

（2）另有一个容积可变的密闭容器。恒温恒压下，向其中加入1.0mol炭和 1.0mo l水蒸气 (H₂¹⁶O)，发生上述反应，达到平衡时，容器的体积变为原来的1.25 倍。平衡时水蒸气的转化率为________；向该容器中补充 a mol 炭，水蒸气的转化率将________（填 “增大”、“减小”、“不变”），再补充 a mol 水蒸气 (H₂¹⁸O), 最终容器中C¹⁶O和C¹⁸O 的物质的量之比为________。

（3）己知：C (s)  + O₂(g)=CO (g)；△H = －110.5kJ·mo1^－1

CO(g) + O₂(g) =CO₂ (g)；△H =－283.0 kJ·mo1^－1

H₂ (g) + O₂ (g) =H₂O (g)；△H = －241.8kJ·mo1^－1

那么，将2.4 g 炭完全转化为水煤气，然后再燃烧，整个过程△H =________kJ·mo1^－1

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