氢气是重要的化工原料，甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下生成一氧化碳和氢气，工业上称为...

氢气是重要的化工原料，甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下生成一氧化碳和氢气，工业上称为“甲烷蒸气转化法”。

（1）已知有关反应的能量变化如下图：

则甲烷和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式为_______________________________；

（2）已若该反应在700℃，1 MPa时，1 mol CH4与1 mol H2O在1 L的密闭容器中反应，反应中氢气浓度随时间的变化如右图，6min达到平衡。该温度下反应的平衡常数为______________（结果保留小数点后一位数字）。由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是_____________，采取的措施可能是___________________。

（3）右图中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1Mpa、2Mpa时甲烷含量曲线，其中表示1Mpa的是________（填字母）。

在实际生产中采用图中M点而不是N 点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑实际生产，说明选择该反应条件的主要原因是________________________________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

（14分）（1）工业上可利用“甲烷蒸气转化法”生产氢气，反应为甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下生成一氧化碳和氢气，有关反应的能量变化如图1：

则该反应的热化学方程式_____________________________________。

（2）已知温度、压强对甲烷平衡含量的影响如图2，请回答：

①图26-2中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1Mpa、2Mpa时甲烷含量曲线，其中表示1Mpa的是________。

②该反应的平衡常数：600 ℃时________700 ℃(填“>”“<”或“＝”)。

③已知：在700 ℃，1 MPa时，1 mol CH4与1 mol H2O在1 L的密闭容器中反应，6min达到平衡(如图3)，此时CH4的转化率为________________，该温度下反应的平衡常数为______________(结果保留小数点后一位数字)。

④从图3分析，由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是_____________(填“向正反应方向”或“向逆反应方向”)，采取的措施可能是_____________________。

（3）以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池，放电过程中，溶液中铵根离子浓度逐渐增大。写出该电池的正极反应式：_________________。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

CO、H2 是重要的工业原料，在高温、催化剂存在的条件下，可用甲烷 和水蒸气为原料制取它：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　 ΔH0

（1）已知：

① 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-484kJ·mol-1

② CH4(g)+1.5O2(g)=CO(g)+2H2O(g)　 ΔH2=-564kJ·mol-1。

则ΔH0 =_____。

（2）一定温度下，将一定量甲烷与水蒸气的混合气体置于某密闭容器中发生反应 生成 CO、H2，测得反应体系中平衡时的某种量值 X 与温度(T)、压强(P)之间的关系如图 所示：

若 X 表示 CH4 的百分含量，则 T1_________T2（填“>”“<”“无法确定”，下同），X 还可 以表示_____（在下列选项中选填序号）,a、b 两点的平衡常数 K(a) ____K(b)。

A．混合气体的平均摩尔质量　　 B．CO 的产率　　 C．ΔH 值

（3）若在 T3 时将 4mol H2O(g)与 a mol CH4 置于 2L 恒容密闭容器中，测得 CO 的 浓度(mol/L)与时间 t(min)的关系如图 所示。

①反应 4min 后达平衡， 反应 4min 内用 H2浓度变化表示的反应速率 v(H2)=__________________

②若在第 5 分钟时改变条件，CO 浓度变化曲线如图 所示，则改变条件可能是____________

（4）从焓变角度上看，反应 CO2(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)+O2(g)_____（填“具 有”或“不具有”）自发性。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

合成氨尿素工业生产过程中涉及到的物质转化过程如下图所示。

（1）天然气（主要成分为CH₄）在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H₂和CO的化学方程式为________。

（2）甲烷是一种清洁燃料，但不完全燃烧时热效率降低，同时产生有毒气体造成污染。

已知：CH₄(g) + 2O₂(g)＝CO₂(g) + 2H₂O(l)　 　　ΔH₁＝―890.3 kJ/mol

2CO (g) + O₂(g)＝2CO₂(g)　　　　　 ΔH₂＝―566.0 kJ/mol

则甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水时的热效率是完全燃烧时的_____倍（计算结果保留1位小数）。

（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol·L^-1的氯化铜溶液的装置示意图：

请回答：

①甲烷燃料电池的正极反应式是________________。

②当线路中有0.1 mol电子通过时，________（填“a”或“b”）极增重________g。

（4）运输氨时，不能使用铜及其合金制造的管道阀门。因为在潮湿的环境中，金属铜在有NH₃存在时能被空气中的O₂氧化，生成[Cu(NH₃)₄]²⁺，该反应的离子方程式为________。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

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，工业上利用天然气（主要成分为CH4）与水进行高温重整制备合成气。

（1）用甲烷与水蒸气制备合成气，每生成1mol合成气，需要供给51.5 kJ热量。该反应的热化学方程式为_____________________________________________________。　　　　　　　　

（2）在一定温度下，向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g)，发生反应： CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)。测得CH4和H2的物质的量浓度随时间变化如下表所示：

①该反应第一次达平衡时的平衡常数K=_______________。　　　　　　　　

②3min时改变的反应条件是__________________（只填一种条件的改变即可）。

（3）已知一定压强下，温度、投料比X[n(CH4)/n(H2O)]对该反应的影响如图所示。图1中的两条曲线所示投料比的关系X1 ______X2(填“=”、“>”或“<”)。

Ⅱ．（4）已知常温下HCOOH的电离常数为，则HCOO—的水解反应HCOO- + H2O 　 HCOOH + OH-的平衡常数K h =__________________。

（5）常温下，将a mol／L的HCOOH溶液与a/2mol／L的NaOH溶液等体积混合后，溶液中各离子浓度由大到小的顺序是______________________________。

（6）常温下，在a mol／L的HCOOH溶液中加入等体积的bmol／L的NaOH溶液至溶液呈中性，此时溶液中HCOOH的物质的量浓度为______________________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

合成氨反应是化学上最重要的反应之一：

（1）合成氨原料气中的氢气可利用天然气(主要成分为CH4)在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得，反应中每生成2molCO2吸收316kJ热量，该反应的热化学方程式是________该方法制得的原料气中主要杂质是CO2，若用K2CO3溶液吸收，该反应的离子方程式是___________。

（2） 已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。下图是当反应器中按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________(填序号)

A．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K(M)＝K(Q) ＞K(N)

B．加催化剂能加快反应速率但H2的平衡转化率不变

C．相同压强条件下，投料相同，达到平衡所需时间关系为c>b>a

D．由曲线a可知，当压强增加到100 MPa以上，NH3的物质的量分数可达到100%

E．及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率

③N点时c(NH3)＝0.2 mol·L－1，N点的化学平衡常数K＝　　　　　　 (精确到小数点后两位)。

（3）合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法，将含氨的碱性废水通入电解系统后，在阳极上氨被氧化成氮气而脱除，阳极的电极反应式为_____________。

（4） NH3可以处理NO2 的污染，方程式如下： NO2＋ NH3N2＋ H2O（未配平）当转移0.6 mol电子时，消耗的NO2在标准状况下的体积是　　　　　 L。

高三化学填空题简单题查看答案及解析

合成氨反应是化学上最重要的反应：

（1）合成氨原料气中的氢气可利用天然气（主要成分为CH4）在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得，反应中每生成2mol CO2吸收316kJ热量，该反应的热化学方程式是　　 　　 　 ，该方法制得的原料气中主要杂质是CO2，若用K2CO3溶液吸收，该反应的离子方程式是　　 　　 　　 ．

（2）已知N2（g）+3H2（g）⇌2ΝΗ3（g）△H＜0．图是当反应器中按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　　 　　 　　 （填序号）

A．图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K（M）=K（Q）＞K（N）

B．加催化剂能加快反应速率但H2的平衡转化率不变

C．相同压强下，投料相同，达到平衡消耗时间关系为c＞b＞a

D．由曲线a可知，当压强增加到100MPa以上，NH3的物质的量分数可达到100%

③N点时c（NH3）=0.2mol•L﹣1，N点的化学平衡常数K=　　 　　 　　 （用分数表示）．

（3）合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法，将含氨的碱性废水通入电解系统后，在阳极上氨被氧化成氮气而脱除，阳极的电极反应式为　　　 　　 ．

（4）NH3 可以处理NO2 的污染，方程式如下：NO2+NH3N2+H2O（未配平）当转移0.6mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是　　 　　 　　 L．

高三化学填空题困难题查看答案及解析

合成氨反应是化学上最重要的反应：

（1）合成氨原料气中的氢气可利用天然气(主要成分为CH4)在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得，反应中每生成2 mol CO2吸收316kJ热量，该反应的热化学方程式是_______________________，该方法制得的原料气中主要杂质是CO2，若用K2CO3溶液吸收，该反应的离子方程式是________________。

（2）已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。下图是当反应器中按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________(填序号)

A．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K(M)＝K(Q) ＞K(N)

B．加催化剂能加快反应速率但H2的平衡转化率不变

C．相同压强下，投料相同，达到平衡消耗时间关系为c>b>a

D．由曲线a可知，当压强增加到100 MPa以上，NH3的物质的量分数可达到100%

③N点时c(NH3)＝0.2 mol·L－1，N点的化学平衡常数K＝_________________(精确到小数点后两位)。

（3）合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法，将含氨的碱性废水通入电解系统后，在阳极上氨被氧化成氮气而脱除，阳极的电极反应式为______________________。

（4）NH3 可以处理NO2 的污染，方程式如下： NO2＋ NH3N2＋ H2O（未配平）当转移0.6 mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是　　　　　 L。

高三化学实验题极难题查看答案及解析

（14分）甲醇、二甲醚等被称为绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H2），再制成甲醇、二甲醚（CH3OCH3）。

（1）已知1g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ，请写出二甲醚燃烧热的热化学方程式____________________________________________________________________。

（2）写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式 　　 __________________________________。

（3）用合成气制备二甲醚的反应原理为：2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)。已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO)]的变化曲线如下左图：

①a、b、c按从大到小的顺序排序为_________________，该反应的△H_______0（填“＞”、“＜”）。

②某温度下，将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如上图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是　　 　 　　 　　 ；

A. P3＞P2，T3＞T2　　　　　　 B. P1＞P3，T1＞T3 　　 C. P2＞P4，T4＞T2　　　　　　 D. P1＞P4，T2＞T3

③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气，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值减小　　　　 D. 氢气的转化率减小

④ 某温度下，将4.0molCO和8.0molH2充入容积为2L的密闭容器中，反应达到平衡时，测得二甲醚的体积分数为25%，则该温度下反应的平衡常数K＝__________。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

氢气既是一种优质的能源，又是一种重要化工原料，高纯氢的制备是目前的研究热点。

（1）甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，甲烷和水蒸气反应的热化学方程式是：

CH2(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)　 △H＝+165.0kJ·mol－1

已知反应器中存在如下反应过程：

I.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　　　 △H1＝+206.4kJ·mol－1

II.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　　 △H2

根据上述信息计算：a＝___、△H2＝___。

（2）某温度下，4molH2O和lmolCH4在体积为2L的刚性容器内同时发生I、II反应，达平衡时，体系中n(CO)＝bmol、n(CO2)＝dmol，则该温度下反应I的平衡常数K值为___(用字母表示)。

（3）欲增大CH4转化为H2的平衡转化率，可采取的措施有___(填标号)。

A.适当增大反应物投料比武n(H2O)：n(CH4)

B.提高压强

C.分离出CO2

（4）H2用于工业合成氨：N2＋3H22NH3。将n(N2)：n(H2)＝1：3的混合气体，匀速通过装有催化剂的反应器反应，反应器温度变化与从反应器排出气体中NH3的体积分数φ(NH3)关系如图，反应器温度升高NH3的体积分数φ(NH3)先增大后减小的原因是___。

某温度下，n(N2)：n(H2)＝1：3的混合气体在刚性容器内发生反应，起始气体总压为2×l07Pa，平衡时总压为开始的90%，则H2的转化率为___，气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)，此温度下，该反应的化学平衡常数Kp＝___(分压列计算式、不化简)。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析