CO2和CH4是两种温室气体，研究它们具有重要的意义。(1)已知CH4、H2和CO的燃烧热...

CO2和CH4是两种温室气体，研究它们具有重要的意义。

(1)已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3 kJ· mol-1、-285.8 kJ· mol-1和-283.0 kJ·mol-1。则 △H=_________kJ·mol-1

(2)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示为： △H=-86.98 kJ·mol-1

反应中影响CO2平衡转化率的因素很多，右图为某特定条件下，不同水碳比[n(H2O/n(CO2)]和温度对CO2平衡转化率的影响曲线。　　

①为提高CO2的平衡转化率，生产中除控制温度外还可以采取的措施有___________________、____________________。

②当温度高于190℃后，CO2平衡转化率出现如图所示的变化趋势，其原因是_______________。

(3)向1.0 L密闭容器中通入0.2 mol NH3(g)和0.1 mol CO2(g)，在一定温度下发生反应则 ，反应时间与气体总压强(p)的数据如下表：

用起始压强和总压强计算平衡时NH3的转化率为_________，0～80 min内CO2的平均反应速率是__________。

(4)氨基甲酸铵(NH2COONH4)极易水解成碳酸铵，在酸性条件水解更彻底。将氨基甲酸铵粉末逐渐加入到1 L 0.1 mol·L-1的盐酸中直到pH=7(室温下，忽略溶液体积变化)，共用去0.052 mol氨基甲酸铵，溶液中几乎不含碳元素。此时溶液中c(NH4+)=__________，NH4+水解平衡常数为__________。

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CO2的综合利用对温室气体的减排以及对减缓燃料危机等具有重要意义。

（1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。

已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)　　　 ΔH=-75kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO2(g)　　 ΔH=-394kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO(g)　　　 ΔH=111kJ·mol-1

该催化重整反应的ΔH=____kJ·mol-1。

（2）CH4-CO2催化重整反应通过热力学计算可得到的图像之一如图。

①200—400℃时，主要发生的反应的化学方程式为___。

②当温度高于600℃时，随着温度的升高C的物质的量减少，其原因是__（用文字表达）。

（3）辅助的Al-CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。

电池的正极反应式：6O2+6e-=6O2-，6CO2+6O2-=3C2O+6O2。

反应过程中O2的作用是___。电池的负极反应式为___。

（4）以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如题图所示。

①Cu2Al2O4可溶于稀硝酸，该反应的离子方程式为___。

②300～400℃时，乙酸的生成速率升高的原因是____。

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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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（16分）实现反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，△H0，对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义。

（1）已知：① 2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)　 　　　　 △H1＝－566 kJ·mol－1

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

③ CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(g)　　 △H3＝－802 kJ·mol－1

则△H0＝　 　　 kJ·mol－1

（2）在密闭容器中，通入2.5mol的CH4与2.5mol CO2，一定条件下发生反应：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。

据图可知，p1、p2、 p3、p4由大到小的顺序　 　　　　　　 　 。

（3）CO和H2还可以通过反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2 (g) 制取。

① 在恒温恒容下，若从反应物出发建立平衡，已达到平衡的是

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

C．混合气体的密度保持不变　　　　　 D．每消耗1mol H2O(g)的同时生成1mol H2

② 恒温下，在2L的密闭容器中同时投入四种物质，10min时达到平衡，测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2molH2(g)和2molC(s)，反应的平衡常数K=　　　　　　　　 。

若此时增大压强，平衡将向　　 　　 (填“正”、“逆”)反应方向移动，t1min时达到新的平衡。

③ 请画出增大压强后10min～t1min时容器中H2物质的量n随时间变化的曲线图。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：

（1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。

已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)　　 ΔH=-75 kJ·mol−1

C(s)+O2(g)=CO2(g)　　 ΔH=-394 kJ·mol−1

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)　　 ΔH=-111 kJ·mol−1

该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol−1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____（填标号）。

A．高温低压　　 B．低温高压　　 C．高温高压　　 D．低温低压

某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_______mol2·L−2。

（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。

相关数据如下表：

①由上表判断，催化剂X____Y（填“优于”或“劣于”），理由是_________________。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是________填标号）。

A．K积、K消均增加　　　　　　　　　　 B．v积减小，v消增加

C．K积减小，K消增加　　　　　　　　　 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大

②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5（k为速率常数）。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为________________。

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CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：

（1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)。

已知：C(s)+2H2(g) = CH4(g)　　 ΔH= -76 kJ·mol−1

C(s)+O2(g) = CO2(g)　　　 ΔH= -394 kJ·mol−1

2C(s)+ O2(g) =2 CO(g)　　 ΔH= -222 kJ·mol−1

该催化重整反应的ΔH=______kJ·mol−1，有利于提高CH4平衡转化率的条件是（填标号）。______________

A．高温低压　　 B．低温高压　　 C．高温高压　　 D．低温低压

某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为___mol2·L−2。

（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：

①上表判断，催化剂X_______Y（填“优于”或“劣于”），理由是：____________。

在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的 变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(υ)的叙述正确的是________填标号）。

A．K积、K消均增加

B．υ积减小，υ消增加

C．K积减小，K消增加

D．υ消增加的倍数比υ积增加的倍数大

②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为υ=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为____。

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CH4—CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：

（1）CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。

已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)ΔH=－75kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=－394kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=－111kJ·mol-1

该催化重整反应的ΔH=__kJ·mol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是___(填标号)。

A．高温低压　　　　　　　 B．低温高压　　　　　　 C．高温高压　　　　　　　 D．低温低压

某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为___mol2·L-2。

（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：

①由上表判断，催化剂X__Y(填“优于”或“劣于”)，理由是___。

在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是__(填标号)。

A．K积、K消均增加

B．v积减小、v消增加

C．K积减小、K消增加

D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大

②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]－0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为___。

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CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气CO和H2，还对温室气体的减排具有重要意义。

已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)　　 △H1　 K1　 C(s)+O2(g) =CO2(g)　 △H2　 K2 ；C(s)+O2(g) =CO(g) △H3　　 K3；CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)　　 △H　　 K(其中△H为焓变，K为平衡常数)下列说法正确的是

A. △H=2△H3－2△H2－△H1

B. K=2K3－K2－K1

C. 若平衡时c(CH4)：c(CO2)：c(CO)：c(H2)=1：1：1：1，则K一定等于1(mol/L)2

D. 减小压强可增大CH4(g)和CO2(g)的平衡转化率

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CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气CO和H2，还对温室气体的减排具有重要意义。

已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g)　　 △H1　 K1　 C(s)+O2(g) =CO2(g)　 △H2　 K2 ；C(s)+O2(g) =CO(g) △H3　　 K3；CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)　　 △H　　 K(其中△H为焓变，K为平衡常数)下列说法正确的是

A. △H=2△H3-2△H2-△H1

B. K=2K3-K2-K1

C. 若平衡时c(CH4)：c(CO2)：c(CO)：c(H2)=1：1：1：1，则K一定等于1(mol/L)2

D. 减小压强可增大CH4(g)和CO2(g)的平衡转化率

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