利用天然气热裂解制取乙炔和氢气近年来成为各国研究的热点，发生的主要反应为：2CH4(g)C...

利用天然气热裂解制取乙炔和氢气近年来成为各国研究的热点，发生的主要反应为：2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) △H=a kJ•mol-1，副反应：2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) 回答下列问题：

（1）天然气热裂解过程使用的催化剂中含有SiO2、Al2O3等多种难被还原的氧化物，写出SiO2的另外两种用途：_______________________，写出Al2O3与苛性钾溶液反应的离子方程式___________________；

（2）已知甲烷的燃烧热△H=-890.3kJ•mol-1，乙炔的燃烧热△H=-1299.6kJ•mol-1，氢气的燃烧热△H=-285.8kJ•mol-1，则上式中的a=___________；

（3）天然气经重整催化作用生成氢气，氢气在下图所示的燃料电池中放电(以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质)，写出燃料极上发生的电极反应式_______________________________；

（4）某温度下，向1L恒容密闭容器中充入0.3mol甲烷，控制条件使其只发生上述副反应，达到平衡时，测得c(C2H4)=c(CH4)，则该条件下甲烷的平衡转化率为__________；

（5）天然气裂解过程中，平衡时各气体分压(单位为Pa)的对数(δ)与温度(T)之间的关系如下图：

①副反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) 的△H__________(填“＞”或“＜”)0；

②利用图中数据计算A点温度下主要反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的平衡常数__________(利用平衡分压代替平衡浓度计算，)。

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氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

已知： CH­­₄(g)+ H₂O(g)==== CO (g)+3H₂(g)H = +206.2 kJ·mol^-1

CH­­₄(g)+ CO­₂(g)==== 2CO­ (g)+2H₂(g) H = +247.4 kJ·mol^-1

（1）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH­­₄(g)与H₂O(g)反应生成CO­₂(g)和H₂(g)的热化学方程式为_______________________________。

（2）电解尿素[CO(NH)]的碱性溶液制氢的装置示意图见图：

（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极排出液中含有大量的碳酸盐成份，则阳极的电极反应式为_______，每消耗1mol尿素需要补充______mol氢氧化钾。

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氢气作为新能源有很多优点，制取与储存氢气是氢能源利用领域的研究热点。

I.制氢：铁酸锌(ZnFe2O4)可用于循环分解水制气，其反应可表示为：6ZnFe2O46ZnO+4Fe3O4+O2↑；3ZnO+2Fe3O4+H2O3ZnFe2O4+H2↑

（1）ZnFe2O4中Fe的化合价为_______________。

（2）该循环制氢中不断消耗的物质是________(填化学式)，得到H2和O2的质量比为_______________。

（3）氢气作为新能源的优点有________(任写一点)。该循环法制氢的不足之处是________________________________________________。

Ⅱ.贮氢：合金Mg2Cu是一种潜在的贮氢材料，高温时在氩气保护下，由一定质量比的Mg、Cu单质熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢生成氢化物和另一种合金，其化学方程式为：2Mg2Cu+ 3H23MgH2+MgCu2

（4）熔炼制备Mg2Cu合金时，通入氩气的目的是_________________。

（5）氢化物MgH2与水反应生成一种碱，并释放出H2。 其化学反应方程式为___________________________。

（6）11.2g Mg2Cu完全吸氢后所得混合物与过量盐酸反应，放出H2的质量为________g。

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二氧化碳的回收利用是环保领域研究热点。

（1）在太阳能的作用下，以CO2为原料制取炭黑的流程如右图所示。总反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2＋3H2CH3OH＋H2O。已知298K和101KPa条件下：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(l)　 △H＝－a kJ·mol－1；

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)　 △H＝－b kJ·mol－1；

CH3OH(g)＝CH3OH(l)　　 △H＝－c kJ·mol－1，

则CH3OH(l)的标准燃烧热△H＝___________________。

（3）CO2经过催化氢化合成低碳烯烃，合成乙烯反应为

2CO2 (g)+ 6H2(g)CH2= CH2(g) +4H2O(g)　 △H<0

在恒容密闭容器中充入2 mol CO2和n mol H2，在一定条件下发生反应，CO2的转化率与温度、投料比的关系如右图所示。

①平衡常数KA　　　　　　　　　　 KB

②T K时，某密闭容器发生上述反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

20~30 min间只改变了某一条件，根据上表中的数据判断改变的条件可能是

A．通入一定量H2　　　　　　　　 B．通入一定量CH2=CH2

C．加入合适催化剂　　　　　　　 D．缩小容器体积

画出CH2=CH2的浓度随反应时间的变化曲线。

（4）在催化剂M的作用下，CO2和H2同时发生下列两个反应

A．2CO2 (g)+　 6H2(g)CH2= CH2(g) +4H2O(g)　　 △H< 0

B．2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)　　　 △H< 0

上图是乙烯在相同时间内，不同温度下的产率，则高于460℃时乙烯产率降低的原因不可能是

A．催化剂M的活性降低　　　　　　　　　　　 B．A反应的平衡常数变大

C．生成甲醚的量增加　　　　　　　　　　　　 D．B反应的活化能增大

（5）Na2CO3溶液也通常用来捕获CO2。常温下，H2CO3的第一步、第二步电离常数分别约为Ka1=4×10-7 ，Ka2=5×10-11，则0.5mol·L－1的Na2CO3溶液的pH等于　　　　　　　　　　 （不考虑第二步水解和H2O的电离）

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下列应用和相应的原理（用化学方程式表示）及基本反应类型不正确的是（　　 ）

A．酒精做燃料：C2H5OH+3O22CO2+3H2O　　 氧化反应

B．电解水制取氢气：2H2O2H2↑+O2↑　　 分解反应

C．敞口放置的氢氧化钠固体变质：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O　　 复分解反应

D．比较铜和银的活动性：Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag　　　 置换反应

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近年来，乳酸成为人们研究的热点之一。乳酸作为酸味剂，既能使食品具有微酸性，又不掩盖水果和蔬菜的天然风味与芳香，乳酸还可代替苯甲酸钠作为防霉、防腐、抗氧化剂。已知乳酸的结构简式为，又知具有羟基的物质化学性质与乙醇相似，具有羧基的物质化学性质与乙酸相似。试回答下列问题：

(1)乳酸的分子式为_________。

(2)乳酸和金属钠反应的化学方程式：_______________。

(3)乳酸与烧碱溶液反应的化学方程式：___________。

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氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

I．已知：　 ① 4HCl(g)+O2(g) 2Cl2（g）+2H2O（g）△H=-115.6kJ/mol

②H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-184kJ/mol

由知断开1mol H-H键所需能量为436kJ；断开1molO=O键所需能量为496kJ；断开1molCl-Cl键所需能量为243KJ。则

（1）H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是　　　　　　　　

（2）断开1molH-O键所需能量为　　　 kJ。

Ⅱ.已知： CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）　　　 △H=+206.2kJ•mol-1　　　 ①

CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）　　　　　　　　 △H=+247.4kJ•mol-1　　　 ②

又知CH4的燃烧热为890.3kJ/mol。

（1）利用上述已知条件写出甲烷完全燃烧的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　 。

（2）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法，CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为________________________________。

（3）高温下H2O可分解生成分子或原子。高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中B表示的微粒是_______（填名称），等质量的A、H2化学能较低的物质是_______（填化学式）。

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LiBH4为近年来储氢材料领域的研究热点。

（1）反应2LiBH4=2LiH＋2B＋3H2↑，生成22.4 L H2(标准状况)时，转移电子的物质的量为　　 mol。

（2）下图是2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图，则：

Mg(s)＋2B(s)=MgB2(s) △H＝　　　　　 。

（3）采用球磨法制备Al与LiBH4的复合材料，并对Al－LiBH4体系与水反应产氢的特性进行下列研究：

①如图为25℃水浴时每克不同配比的Al－LiBH4复合材料与水反应产生H2体积随时间变化关系图。由图可知，下列说法正确的是　　 (填字母)。

a．25℃时，纯铝与水不反应

b．25℃时，纯LiBH4与水反应产生氢气

c．25℃时，Al－LiBH4复合材料中LiBH4含量越高，1000s内产生氢气的体积越大

②如图为25℃和75℃时，Al－LiBH4复合材料[ω(LiBH4)＝25%]与水反应一定时间后产物的X－射线衍射图谱(X－射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。

从图中分析，25℃时Al－LiBH4复合材料中与水完全反应的物质是　　　　　　　 (填化学式)，产生Al(OH)3的化学方程式为　　　　　　　　　　　 。

（4）如图是直接硼氢化钠－过氧化氢燃料电池示意图。该电池工作时，正极附近溶液的pH　　　　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)，负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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