（14分）煤的气化在煤化工业中占有重要地位，至今仍然是化学工业的重要组成部分。（1）已知H...

（14分）煤的气化在煤化工业中占有重要地位，至今仍然是化学工业的重要组成部分。

（1）已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为-285.8 kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol。请写出甲醇(CH3OH)不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：____________。

（2）工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：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由表中数据判断△H_______0（填“>”、“=”或“<”）

②某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应后，4min达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L，此时的温度为________，则反应速率v(H2)=__________。

（3）T℃时，在t0时刻，合成甲醇反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)达到平衡，若在t1时刻将容器的体积缩小为原来的½，在t2时刻又达到新的平衡，请在图中用曲线表示t1～t2时间段氢气、甲醇物质的量浓度随时间变化的趋势示意图（其他条件不变，曲线上必须标明氢气、甲醇）。

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煤的气化在煤化工业中占有重要地位，至今仍然是化学工业的重要组成部分。

（1）已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热分别为-285.8 kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol。请写出CH3OH（l）完全燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式：___________________。

（2）工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：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该反应的平衡常数的表达式是____________，由表中数据判断△H_________0（填“>”、“=”或“<”）

②某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应后，4min达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，此时的温度为____________，则反应速率v（H2）=_____________。

（3）T℃时，在t0时刻，合成甲醇反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）达到平衡，若在t1时刻将容器的体积缩小为原来的½，在t2时刻又达到新的平衡，请在图中用曲线表示t1～t2时间段氢气、甲醇物质的量浓度随时间变化的趋势示意图（其他条件不变，曲线上必须标明氢气、甲醇）。

（4）如果用CH3OH和空气作燃料电池，用KOH作电解质溶液，请写出该燃料电池的负极的电极反应式________________________。

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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___。

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（12分）煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。

（1）在煤的气化反应器中发生如下几种反应：

C（s）十H2O（g）=CO（g）+H2（g）　　 △H1= +131kJ/mol

C（s）+O2（g）=CO2（g）　　　　　　　　 △H2= —394kJ/mol

CO（g）+1／2O2（g）=CO2（g）　　　　　 △H3= —283kJ/mol

则CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）△H=　　　　　　　

（2）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应

CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），得到如下三组数据：

①实验l中以 CO2表示的反应速率为　　　　　　　　　　　　 。

②在900℃时，此反应的平衡常数K＝　　　　　　　

③若其它条件不变向实验2的平衡混合物中再加入0.4 mol H2O和0.4 mol CO2，达到新平衡时CO的转化率将　　　　　 （变大、变小、不变）

（3）将标准状况下224mLCO2通入200mL 0.1 mol/L KOH溶液中，充分反应后得到溶液X，若不考虑溶液体积的变化，下列有关X的叙述不正确的是　　　　

A、c(OH－)＝c(H+)+ c(HCO3—)+ 2c(H2CO3)

B、该溶液中，c(K+) > c(CO32—) > c(OH－) > c(HCO3—)> c(H+)

C、该溶液中，水电离出的c(OH－)大于水电离出的c(H+)

（4）以CO和O2为原料,用KOH作电解质组成燃料电池，则该电池负极的反应式为　　　　　　 。

若将该电池作电源，以石墨为电极电解硫酸铜溶液，当产生时0.64gCu，理论上至少需要消耗标况下的CO气体　　　　　 mL

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（10分）氢是一种重要的非金属元素。氢的单质及其化合物在科学研究和工业生产中有着广泛而重要的作用。

（1）工业上一般采用CO和H2反应合成可再生能源甲醇。反应如下：

CO（g） + 2H2（g） CH3OH（g） ΔH= -90.1KJ·mol-1

在250℃下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，各物质的物质的量浓度（mol·L-1）变化如下表所示：（前6min没有改变条件）

①x=　　　　　　　 。

②250℃时该反应的平衡常数K的计算式为：　　　　　　　　　　 （不必化简）。

③若6min～8min只改变了某一条件，所改变的具体条件是　　　　　　　　　　　 。

④第8min时，该反应是不是达到平衡状态　　　　　 。（填“是”或“不是”）

（2）某硝酸厂处理尾气中的NO的方法是用H2将NO还原为N2。已知：

H2还原NO生成氮气和水蒸气的热化学方程式是　　　　　　　　　　　 。

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氨在国民经济中占有重要地位。

（1）工业合成氨时，合成塔中每产生1 mol NH₃，放出46.1 kJ的热量。

① 工业合成氨的热化学方程式是________。

② 已知：

N₂ (g)2N (g)

H₂ (g)2H (g)

则断开1 mol N－H键所需的能量是_______kJ。

（2）下表是当反应器中按n(N₂):n(H₂)=1:3投料后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线。

① 曲线a对应的温度是________。

② 关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是________（填字母）。

A. 及时分离出NH₃可以提高H₂的平衡转化率

B. 加催化剂能加快反应速率且提高H₂的平衡转化率

C. 上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)= K(Q) >K(N)

③ M点对应的H₂转化率是________。

（3）氨是一种潜在的清洁能源，可用作碱性燃料电池的燃料。电池的总反应为：

4NH₃(g) + 3O₂(g) = 2N₂(g) + 6H₂O(g)。

则该燃料电池的负极反应式是________。

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氮及其化合物如NH3及铵盐、N2H4、N2O4等在中学化学、化工工业、国防等领域占有重要地位。

（1）已知反应NO2(g)+CO(g) = NO(g) +CO2(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是________。

A．图中A→B的过程为放热过程

B．1molNO2和1molCO的键能总和大于1molNO和1mol CO2 的键能总和

C．该反应为氧化还原反应

D．1molNO2(g)和1molCO(g)的总能量低于1mol NO(g) 和1mol CO2(g)的总能量

（2）N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率[a(N2O4)]随温度的变化如图所示。

①由图推测该反应的△H___0（填“>”或“<”），理由为________________。

②图中a点对应温度下，已知N2O4的起始压强为108 kPa，则该温度下反应的平衡常数Kp=_________kPa（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

③在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系v( N2O4)=k1p(N2O4)，v(NO2)=k2p2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。相应的速率压强关系如图所示，一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=___________，在下左图上标出的点中，能表示反应达到平衡状态的点为__________（填字母代号）。

（3）以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，装置如图所示。

①收集到(CH3)4NOH的区域是______(填a、b、c或d)。

②写出电解池总反应(化学方程式)___________________________。

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氮及其化合物如NH3及铵盐、N2H4、N2O4等在中学化学、化工工业、国防等领域占有重要地位。

（1）已知反应NO2(g)+CO(g) = NO(g) +CO2(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是________。

A．图中A→B的过程为放热过程

B．1molNO2和1molCO的键能总和大于1molNO和1mol CO2 的键能总和

C．该反应为氧化还原反应

D．1molNO2(g)和1molCO(g)的总能量低于1mol NO(g) 和1mol CO2(g)的总能量

（2）N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率[a(N2O4)]随温度的变化如图所示。

①由图推测该反应的△H___0（填“>”或“<”），理由为________________。

②图中a点对应温度下，已知N2O4的起始压强为108 kPa，则该温度下反应的平衡常数Kp=_________kPa（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

③在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系v( N2O4)=k1p(N2O4)，v(NO2)=k2p2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。相应的速率压强关系如图所示，一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=___________，在下左图上标出的点中，能表示反应达到平衡状态的点为__________（填字母代号）。

（3）以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]，装置如图所示。

①收集到(CH3)4NOH的区域是______(填a、b、c或d)。

②写出电解池总反应(化学方程式)___________________________。

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氮及其化合物如NH3及铵盐、N2H4、N2O4等在中学化学、化工工业、国防等领域占有重要地位。

（1）已知反应NO2(g)+CO(g) = NO(g) +CO2(g)的能量变化如上图所示，下列说法正确的是________。

A．图中A→B的过程为放热过程

B．1molNO2和1molCO的键能总和大于1molNO和1molCO2的键能总和

C．该反应为氧化还原反应

D．1molNO2(g)和1molCO(g)的总能量低于1molNO(g)和1molCO2(g)的总能量

（2）N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度的变化如图所示。

①由图推测该反应的△H___0（填“>”或“<”），理由为________________。

②图中a点对应温度下，已知N2O4的起始压强为108 kPa，则该温度下反应的平衡常数Kp=_________kPa（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

③在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系υ( N2O4)=k1p(N2O4)，υ(NO2)=k2p2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。相应的速率压强关系如图所示，一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=___________，在下图上标出的点中，能表示反应达到平衡状态的点为__________（填字母代号）。

（3）采用电解法处理含铬废水原理如下图所示。阳极的电极反应式为___________，阳极区溶液中发生反应： ________________________，阴极产生的气体为_______(填化学式)。

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二甲醚不仅是重要的化工原料，而且还是性能优良的能源和车用燃料。现代工业上可通过煤化工的产物CO和H2来合成二甲醚，其主要反应为：

（ⅰ）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　　　　 △H= －90.1kJ·mol－1

（ⅱ）2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　 △H= －24.5kJ·mol－1

（1）写出CO和H2来直接合成二甲醚的热化学方程式________。

（2）温度T时，在容积为2.00L的某密闭容器中进行上述反应（ⅰ），反应过程中相关数据如图1所示。

①下列说法能表明反应已达到平衡状态的是______。

a.容器中气体的压强不再变化　　　　　　　　 b.混合气体的密度不再变化

c.混合气体的平均相对分子质量不再变化　 d.2υ正(H2)=υ逆(CH3OH)

②该化学反应0~10min的平均速率υ(H2)=_____。

③其他条件不变时，15mim时再向容器中加入等物质的量的CO和H2，则H2的转化率____（填增大、不变或减小）。

④对应气相反应，常用某组分（B）的平衡压强（pB）代替某物质的量浓度（cB）表示平衡常数（以Kp表示），其中，pB=p总×B的体积分数；若在T时平衡气体总压强为p总，则该反应Kp=_____。

⑤图2表示氢气转化率随温度变化的趋势，请解释T0后氢气转化率的变化原因__________。

（3）二甲醚燃料电池的工作原理如图所示，则X电极的电极反应式为__________。用该电池对铁制品镀铜，当铁制品质量增加12.8g时，理论上消耗二甲醚的质量为_________g。（精确到0.01）

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