“低碳循环”引起各国的高度重视，已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H2为主的合成气...

“低碳循环”引起各国的高度重视，已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H2为主的合成气，合成气有广泛应用。试回答下列问题：

(1)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为：FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　 ΔH＞0。已知在1 100 ℃时，该反应的化学平衡常数K=0.263。

①温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)；

②1 100 ℃时测得高炉中，c(CO2)=0.025 mol·L-1，c(CO)=0.1 mol·L-1，则在这种情况下，该反应向　　 进行(填“左”或“右”)，判断依据是　　　　　　　 。

(2)目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　 ΔH＝－49.0 kJ·mol-1，现向体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝　　　　　 。

②反应达到平衡后，下列措施能使增大的是　　　　　　　　 (填符号)。

A．升高温度　　　　 B．再充入H2 　　　　 C．再充入CO2　　　 D．将H2O(g)从体系中分离

E．充入He(g)

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“低碳循环”引起各国的高度重视，已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H₂为主的合成气，合成气有广泛应用。试回答下列问题：

（1）高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为：

FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO₂(g) ΔH ＞0

已知在1100℃时，该反应的化学平衡常数K=0.263。

①温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值__________（填“增大”、“减小”或“不变”）；

②1100℃时测得高炉中，c(CO₂)=0.025mol·L^-1，c(CO)=0.1 mol·L^-1，则在这种情况下，该反应向_______进行（填“左”或“右”），判断依据是________

________。

（2）一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu₂O/ZnO）。

已知：2CO(g) + O₂(g)＝2CO₂(g)   ΔH ＝–566 kJ·mol^―1

2H₂O(g) ＝2H₂(g) + O₂(g)   ΔH ＝+484 kJ·mol^―1

CH₃OH(g) + 1/2O₂(g)＝CO₂(g) + 2H₂(g)   ΔH ＝–192.9 kJ·mol^―1

请写出CO与H₂在一定条件下反应生成CH₃OH(g)的热化学方程式

。

（3）目前工业上也可用CO₂来生产燃料甲醇，有关反应为：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH ＝-49.0 kJ·mol^-1，现向体积为1 L的密闭 容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，反应过程中测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)＝________________；

②反应达到平衡后，下列措施能使增大的是______（填符号）。

A．升高温度                 B．再充入H₂         C．再充入CO₂

D．将H₂O(g)从体系中分离         E．充入He(g)

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近年华北地区频繁的雾霾天气已经引起人们的高度重视，化学反应原理可用于治理环境污染，请回答下列问题：

（1）一定条件下，可以用CO处理燃煤烟气生成液态硫，实现硫的回收。

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

S(l) +O2(g) = SO2(g)　　　 ΔH=-296 kJ·mol-1

则用CO处理燃煤烟气的热化学方程式是_____________________。

②在一定温度下，在2 L密闭容器中投入2 mol CO、l mol SO2发生上述反应，达到化学平衡时SO2的转化率为90%，则该温度下该反应的平衡常数K的数值为____________。

（2）SNCR—SCR是一种新型的烟气脱硝技术（除去烟气中的NOx），其流程如下：

已知该方法中主要反应的热化学方程式：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)　　 ΔH=-1646 kJ·mol-1，在一定温度下，在密闭恒压的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是__________________（填字母）。

a. 4v逆(N2) = v正(O2)

b.混合气体的密度保持不变

c. c(N2)∶c(H2O)∶c(NH3)=4∶6∶4

d.单位时间内断裂4 mol N-H键的同时断裂4 mol键

（3）如图所示，反应温度会直接影响SNCR技术的脱硝效率。

①SNCR技术脱硝的最佳温度选择925 ℃的理由是_____________。

②SNCR与SCR技术相比，SNCR技术的反应温度较高，其原因是________________；但当烟气温度高于1000℃时，SNCR脱硝效率明显降低，其原因可能是__________________。

（4）一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示：

①中间室的Cl-移向_________（填“左室”或“右室”），处理后的含硝酸根废水的pH__________（填“降低”或“升高”）

②若图中有机废水中有机物用C6H12O6表示， 请写出左室发生反应的电极反应式：_________________。

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“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中的的含量及有效地开发利用，也正成为科学家研究的主要课题。利用直接加氢合成二甲醚包括以下三个相互联系的反应。

I甲醇的合成

II甲醇脱水

Ⅲ逆水汽变换

已知：相关物质变化的焓变示意图如下：

（1）请写出直接加氢合成二甲醚的热化学方程式：________________。

（2）保持恒温恒容的条件，当a充入、b充入，在其他条件不变时，请在下图中分别画出平衡时的体积分数随投料比变化的曲线图，请用a、b标注曲线图。_________

（3）在恒容密闭容器里按体积比为充入二氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是________________。

A．正反应速率先增大后减小　　

B．逆反应速率先增大后减小

C．化学平衡常数K值增大　　

D．反应物的体积分数增大

（4）温度、压强对反应中平衡转化率和二甲醚的选择性的影响如下图1，图2：

①根据图1，下列说法正确的是________。

A．温度较高时，反应以逆水汽变换反应为主，温度升高，反应速率加快，所以转化率增大

B．温度较低时，反应以合成二甲醚为主，正反应放热，升高温度，平衡转化率降低

C．由图像可知，加氢合成二甲醚应该选择具有良好的低温活性的催化剂

D．由图像可知，高温有利于逆水汽变换反应，而不利于二甲醚的生成

②根据图2可知：随着压强升高，平衡转化率和二甲醚的选择性都增大，分析原因：__________。

（5）在，压强为3．0MPa的反应条件下，氢碳比 对转化率和二甲醚选择性的影响见图3．分析实际工业生产中制备二甲醚选择氢碳比在3~6之间的原因：________________。

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CO+H2的混合气体又称“合成气”，在合成有机物中应用广泛。工业上常采用天然气与水蒸气或二氧化碳反应等方法来制取合成气。请回答下列问题：

（1）已知在一定条件下，0.25molCH4 与水蒸气完全反应制备“合成气”时吸收51.5kJ 的热量，请写出该反应的热化学方程式__________________________________________________。

（2）天然气与CO2反应也可制备合成气，在10L 密闭容器中通入lmolCH4 与1molCO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示。

①1100℃、P2时气体混合后反应经过10min 至x 点的平衡，用CO 的变化量表示反应速率v(CO)=_____________；

②下列选项中能表示该反应已达到平衡状态的是____________；

A．v(H2)逆=3v (CO)正　　　　　　　　　　　 B．密闭容器中混合气体的密度不变

C．密闭容器中总压强不变　　　　　　　 D．c(CH4)=c(CO)

③由图1可知，压强P1_______P2 (填“大于”或“小于”)；压强为P2时，在y点: v(正)____ v(逆) (填“大于”“小于”或“等于”)。求y点对应温度下的该反应的平衡常数K= __________。

（3）天然气中的H2S 杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。

已知: 25℃时，NH3·H2O 的电离常数K=1.8×10-5，H2S 的两步电离常数分别为Ka1=1.3×10-7，Ka2=7.1×10-15。求NH4HS溶液中离子浓度大小关系_____________________(由大到小)。

（4）合成气制甲醚的反应方程式为2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　　 △H= b kJ/mol。有研究者在催化剂、压强为5.0MPa 的条件下，由H2和CO 直接制备甲醚，结果如图2 所示。

①290℃前，CO转化率和甲醚产率的变化趋势不一致的原因是___________________________；

②b______0 (填“ >”或“<”或“=”) ，理由是___________________________。

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CO+H2的混合气体又称“合成气”，在合成有机物中应用广泛。工业上常采用天然气与水蒸气或二氧化碳反应等方法来制取合成气。请回答下列问题：

（1）已知在一定条件下，0.25molCH4 与水蒸气完全反应制备“合成气”时吸收51.5kJ 的热量，请写出该反应的热化学方程式__________________________________________________。

（2）天然气与CO2反应也可制备合成气，在10L 密闭容器中通入lmolCH4 与1molCO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示。

①1100℃、P2时气体混合后反应经过10min 至x 点的平衡，用CO 的变化量表示反应速率v(CO)=_____________；

②下列选项中能表示该反应已达到平衡状态的是____________；

A．v(H2)逆=3v (CO)正　　　　　　　　　　　 B．密闭容器中混合气体的密度不变

C．密闭容器中总压强不变　　　　　　　 D．c(CH4)=c(CO)

③由图1可知，压强P1_______P2 (填“大于”或“小于”)；压强为P2时，在y点: v(正)____ v(逆) (填“大于”“小于”或“等于”)。求y点对应温度下的该反应的平衡常数K= __________。

（3）天然气中的H2S 杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。

已知: 25℃时，NH3·H2O 的电离常数K=1.8×10-5，H2S 的两步电离常数分别为Ka1=1.3×10-7，Ka2=7.1×10-15。求NH4HS溶液中离子浓度大小关系_____________________(由大到小)。

（4）合成气制甲醚的反应方程式为2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　　 △H= b kJ/mol。有研究者在催化剂、压强为5.0MPa 的条件下，由H2和CO 直接制备甲醚，结果如图2 所示。

①290℃前，CO转化率和甲醚产率的变化趋势不一致的原因是___________________________；

②b______0 (填“ >”或“<”或“=”) ，理由是___________________________。

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CO+H2的混合气体又称“合成气”，在合成有机物中应用广泛。工业上常采用天然气与水蒸气或二氧化碳反应等方法来制取合成气。请回答下列问题：

（1）已知在一定条件下，0.25molCH4 与水蒸气完全反应制备“合成气”时吸收51.5kJ 的热量，请写出该反应的热化学方程式__________________________________________________。

（2）天然气与CO2反应也可制备合成气，在10L 密闭容器中通入lmolCH4 与1molCO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示。

①1100℃、P2时气体混合后反应经过10min 至x 点的平衡，用CO 的变化量表示反应速率v(CO)=_____________；

②下列选项中能表示该反应已达到平衡状态的是____________；

A．v(H2)逆=3v (CO)正　　　　　　　　　　　 B．密闭容器中混合气体的密度不变

C．密闭容器中总压强不变　　　　　　　 D．c(CH4)=c(CO)

③由图1可知，压强P1_______P2 (填“大于”或“小于”)；压强为P2时，在y点: v(正)____ v(逆) (填“大于”“小于”或“等于”)。求y点对应温度下的该反应的平衡常数K= __________。

（3）天然气中的H2S 杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。

已知: 25℃时，NH3·H2O 的电离常数K=1.8×10-5，H2S 的两步电离常数分别为Ka1=1.3×10-7，Ka2=7.1×10-15。求NH4HS溶液中离子浓度大小关系_____________________(由大到小)。

（4）合成气制甲醚的反应方程式为2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　　 △H= b kJ/mol。有研究者在催化剂、压强为5.0MPa 的条件下，由H2和CO 直接制备甲醚，结果如图2 所示。

①290℃前，CO转化率和甲醚产率的变化趋势不一致的原因是___________________________；

②b______0 (填“ >”或“<”或“=”) ，理由是___________________________。

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由H、C、N、O、S等元素形成多种化合物在生产生活中有着重要应用。

I.化工生产中用甲烷和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体，这种混合气体可用于生产甲醇，回答下列问题：

（1）对甲烷而言，有如下两个主要反应：

①CH4(g)+1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g)△H1=-36kJ·mol-1

2CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H2=+216kJ·mol-1

若不考虑热量耗散，物料转化率均为100%，最终炉中出来的气体只有CO、H2，为维持热平衡，每生产lmolCO，转移电子的数目为______________________。

（2）甲醇催化脱氢可制得重要的化工产品一甲醛，制备过程中能量的转化关系如图所示。

①写出上述反应的热化学方程式________________________________。

②反应热大小比较：过程I________过程Ⅱ(填“大 于”、“小于”或“等于”)。

Ⅱ.（3）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领城的重要课题。某研究性小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低。其可能的原因为_____________________________________，在n(NO)/n(CO)=1的条件下，为更好的除去NOx物质，应控制的最佳温度在_______K左右。

（4）车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质)，一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时，测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表：

①写出NO与活性炭反应的化学方程式_________________________________________；

②若T1＜T2，则该反应的ΔH_________0(填“＞”、“＜”或“=”)；

③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1mol NO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为______。

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由H、C、N、O、S等元素形成多种化合物在生产生活中有着重要应用。

I.化工生产中用甲烷和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体，这种混合气体可用于生产甲醇，回答下列问题:

（1）对甲烷而言，有如下两个主要反应:

①CH4(g) +1/2O2(g) =CO(g) +2H2(g)△H1=-36kJ·mol-1

2CH4(g) +H2O(g) =CO(g) +3H2(g) △H2=+216kJ·mol-1

若不考虑热量耗散，物料转化率均为100%，最终炉中出来的气体只有CO、H2，为维持热平衡，年生产lmolCO,转移电子的数目为______________________。

（2）甲醇催化脱氢可制得重要的化工产品一甲醛，制备过程中能量的转化关系如图所示。

①写出上述反应的热化学方程式________________________________。

②反应热大小比较:过程I________过程II (填“大 于”、“小于”或“等于”)。

II.（3）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领城的重要课题。某研究性小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂，删得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低。其可能的原因为_____________________________________，

在n(NO)/n(CO)=1的条件下，为更好的除去NOx物质，应控制的最佳温度在_______K左右。

（4）车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质)，一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃ 和T2℃时，测得各物质平衡时物质的量(n/mol) 如下表:

①写出NO与活性炭反应的化学方程式_________________________________________；

②若T1<T2，则该反应的ΔH_________0 (填“>”、“<”或“=”) ；

③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1mol　 NO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为______。

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天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛。

（1）Ⅰ.在制备合成氨原料气H2中的应用

（1）甲烷蒸气转化法制H2的主要转化反应如下:

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2kJ/mol

CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165.0kJ/mol

上述反应所得原料气中的CO能使合成氨催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）CO变换反应的汽气比(水蒸气与原料气中CO物质的量之比)与CO平衡变换率(已转化的一氧化碳量与变换前一氧化碳量之比)的关系如下图所示:

析图可知:

①相同温度时,CO平衡变换率与汽气比的关系是　　　　　　　　　　　　　 。

②汽气比相同时,CO平衡变换率与温度的关系是　　　　　　　　　　　　　 。

（3）对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp),则CO变换反应的平衡常数表示式为Kp=　　　　　　 。随温 度的降低,该平衡常数　　　　　　 (填“增大”“减小”或“不变”)。

（2）Ⅱ.在熔融碳酸盐燃料电池中的应用以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料电池示意图如下:

（1）外电路电子流动方向:由　　　　　　 流向　　　　　　 (填字母)。

（2）空气极发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　 。

（3）以此燃料电池为电源电解精炼铜,当电路有0.6 mol e-转移,有　　　　　　　　 g 精铜析出。

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