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...

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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合成气（CO+H2）广泛用于合成有机物，工业上常采用天然气与水蒸气反应等方法来制取合成气。

（1）已知标况下，5.6LCH4与水蒸气完全反应时吸收51.5KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式____；

（2）在150℃时2L的密闭容器中，将2 mol CH4和2 mol H2O(g)混合，经过15min达到平衡,此时CH4的转化率为60%。回答下列问题：

①从反应开始至平衡，用氢气的变化量来表示该反应速率v(H2)=____。

②在该温度下，计算该反应的平衡常数K＝____。

③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）合成气中的氢气也用于合成氨气：N2 + 3H22NH3。保持温度和体积不变， 在甲、乙、丙三个容器中建立平衡的相关信息如下表。则下列说法正确的是____；

A．n1=n2=3.2　 B．φ甲=φ丙＞φ乙　　 C．ν乙＞ν丙＞ν甲　　 D．P乙＞P甲=P丙

（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（Cu—Zn—Al—O和A12O3)、 压强为5.OMPa的条件下，由H2和CO直接制备甲醚，结果如下图所示。

① 290℃前，CO转化率和甲醚产率的变化趋势不一致的原因是____；

② b____0，（填“＞”或“＜”或“=”）理由是____。

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合成气(CO+H2) 广泛用于合成有机物，工业上常采用天然气与水蒸气反应等方法来制取合成气，

(1)已知标况下，5.6LCH4与水蒸气完全反应时吸收51.5kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式________________；

(2)在150℃时2L 的密闭容器中，将2molCH4和2mol H2O(g)混合，经过15min达到平衡，此时CH4的转化率为60%。回答下列问题：

①从反应开始至平衡，用氢气的变化量来表示该反应速率v(H2)=________。

②在该温度下，计算该反应的平衡常数K=________。

③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)合成气中的氢气也用于合成氨气：N2+3H22NH3。保持温度和体积不变，在甲、乙、丙三个容器中建立平衡的相关信息如下表。则下列说法正确的是_______________；

A．n1=n2=3.2　　　　 B．φ甲=φ丙>φ乙　　　　　 C．v乙 >v丙>v甲　　　　 D．P乙>P甲=P丙

(4)合成气可以制取甲醚，绿色电源“二甲醚-氧气燃料电池”工作原理如下图所示

① 电极Y 上发生的反应式为__________ ；

②电池在放电过程中，电极X周围溶液的pH_______(填“增大、减小、不变”)。

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以氢气、一氧化碳为主要成分，供化学合成的一种原料气体叫合成气。工业上通过“天然气蒸气转化”反应来得到合成气，其反应为：CH4+H2O(g)CO+3H2；△H>0。工业上通过采用合适的温度和压强、适宜的催化剂以及合适的CH4与H2O配比来获得最佳的生产效率。对于该转化反应的有关叙述正确的是（    ）

A．增大压强，有利于得到更多的合成气

B．反应温度越低，越有利于合成气的生产

C．工业生产中采用加入过量水蒸气来提高甲烷的利用率

D．工业生产中使用催化剂的目的在于提高甲烷的利用率

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（14分)氨的合成是最重要的化工生产之一。

Ⅰ．工业上合成氨用的H2有多种制取的方法：

① 用焦炭跟水反应：C（s)＋H2O（g) CO（g) ＋ H2（g)；

② 用天然气跟水蒸气反应：CH4（g)＋H2O（g) CO（g)＋3H2（g)

已知有关反应的能量变化如下图，且方法②的反应为吸热反应，则方法②中反应的ΔH =___________ kJ/moL。

Ⅱ．在3个1L的密闭容器中，同温度下、使用相同催化剂分别进行反应：

3H2（g)＋N2（g) 2NH3（g)

按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，反应达到平衡时有关数据为：

（1）下列能说明该反应已达到平衡状态的是

a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2　　　

b．v（N2)正＝3v（H2)逆

c．容器内压强保持不变　　　　　　　　　　　　　　　　　

d．混合气体的密度保持不变

（2）甲容器中达到平衡所需要的时间t　　 5min，表中c1　　 c2。（填“＞”、“＜” 或“＝”)

（3）用氨合成尿素的反应为2NH3（g)＋CO2（g)CO（NH2)2（s)＋H2O（g)。工业生产时，原料气带有水蒸气。图1表示CO2的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。

①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是　　　　　　 。

②测得B点氨的转化率为30%，则x1＝　　　　　　 。

Ⅲ．有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图2所示。

电池正极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，A是　　　　　　　　 。

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（12分）利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H₂，再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题：

（1）甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH₄＋H₂O＝CO＋3H₂。部分物质的燃烧热数据如下表：

已知1 mol H₂O(g)转变为1 mol H₂O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH₄和水蒸气在高温下反应的热化学方程式________。

（2）500℃、50MPa时，在容积为V L的容器中加入1 mol N₂、3 mol H₂，，此时N₂的转化率为a。则平衡时NH₃的浓度为________。

（3）1,3―丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下：

某化工厂已购得乙烯11.2 t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H₂可由以下两个反应获得：

C+H₂OCO+H₂     CH₄+H₂OCO+3H₂

假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H₂、反应③中H₂的转化率都为80%，计算至少需要焦炭________吨、甲烷________吨，

才能满足生产需要。

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利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H₂，再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题：

（1）甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH₄+H₂O      CO+3H₂。部分物质的燃烧热数据如下表：

已知1 mol H₂O(g)转变为1 mol H₂O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH₄和水蒸气在高温下反应的热化学方程式。

（2）500℃、50MPa时，在容积为V L的容器中加入1 mol N₂、3 molNH₃，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时CH₄的转化率为a。则K和a的关系是K＝。

（3）1,3―丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下：

某化工厂已购得乙烯11.2 t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H₂可由以下两个反应获得：C+H₂OCO+H₂     CH₄+H₂OCO+3H₂

假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H₂、反应③中H₂的转化率都为80%，计算至少需要焦炭、甲烷各多少吨，才能满足生产需要？

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氨的合成是最重要的化工生产之一。

I．工业上合成氨用的H2有多种制取的方法：

① 用焦炭跟水反应：　　　　 C(s）+ H2O(g) CO(g）+ H2(g)；

② 用天然气跟水蒸气反应：CH4(g）+ H2O(g） CO (g)+ 3H2(g)

已知有关反应的能量变化如下图，则方法②中反应的ΔH =__________　　 ___。

Ⅱ．在3个1L的密闭容器中，同温度下、使用相同催化剂分别进行反应：

3H2(g）+ N2(g）2NH3(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，反应达到平衡时有关数据为：

(1）下列能说明该反应已达到平衡状态的是

a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2

b．v（N2）正＝3v（H2）逆

c．容器内压强保持不变

d．混合气体的密度保持不变

(2）甲容器中达到平衡所需要的时间t 　　 5min (填>、< 或=)

(3）乙中从反应开始到平衡时N2的平均反应速率　　　　　 （注明单位）。

(4）分析上表数据，下列关系正确的是________．

a．2c1 =3mol/L　　　　　　 b．ω1 = ω2　　　　　　　　 c．2ρ1 = ρ2　　　

(5）该温度下，容器乙中，该反应的平衡常数K=____　　 __（用分数表示）（mol/L）－2。

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