（l）天然气和CO2通入聚焦太阳能反应器，发生反应CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)...

（l）天然气和CO2通入聚焦太阳能反应器，发生反应CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH。已知：CH4、H2、CO的燃烧热ΔH分别为－akJ/mol、－bkJ/mol、－ckJ/mol。则上述反应中，ΔH＝_______________（用含a、b、c的代数式表示）kJ/mol。

（2）CO2和H2可以合成二甲醚（CH3OCH3）。二甲醚是一种绿色环保型能源，以稀硫酸为电解质溶液，若某二甲醚空气燃料电池每消耗l mol CH3OCH3，电路中通过9 mol电子，则该电池效率η为___________。（提示：电池效率等于电路中通过的电子数与电池反应中转移电子总数之比）

（3）325K时，在恒容密闭容器中充入一定量NO2 ,发生反应：2NO2(g)N2 O4(g)。

①NO2与N2O4的消耗速率与其浓度的关系如图所示，图中交点A表示该反应所处的状态为：____________；

A．平衡状态　　 B．朝正反应方向移动　　 C．朝逆反应方向移动　　 D．无法判断

② 能够说明上述反应已经达到平衡状态的有__________________；

a．NO2和N2 O4的物质的量相等　　 b．体系颜色不再变化

c．容器内混合气体的密度不再改变　　 d．容器内气体压强不发生变化

③若达到平衡后容器内混合气体的平均相对分子质量为57.5。平衡时NO2的转化率为_____。

（4）实验中多余的SO2可以用氢氧化钠溶液吸收。常温下H2SO3的Ka1＝1.3×10－2、Ka2＝6.6×10－8。

①室温下pH=3的亚硫酸溶液，下列判断正确的是_______________。

a．溶液中c(H2SO3)＞c(SO32—)　　　　　　　　 b．溶液中c(SO32—)：c(HSO3—)＝6.6×10－5

c．溶液中氢离子数目为6.02×1020个　 d．加入等体积pH＝3的硫酸溶液，亚硫酸的电离平衡不移动

②常温下，用含1mol氢氧化钠的稀溶液吸收足量SO2气体，放出热量为QkJ，该反应的热化学方程式为_______

③若吸收液中c(HSO3—)＝c(SO32—)，则溶液中c(H+)＝________________。

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（14分）CO2作为未来碳源，既可弥补因石油、天然气等大量消耗引起的“碳源危机”，又可有效地解决温室效应。请回答下列问题：

（1）将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H = +206 kJ·mol-1。将等物质的量的CH4和H2O(g)充入2 L恒容密闭容器，某温度下反应5 min后达到平衡，此时测得CO的物质的量为0.10 mol，则5 min内H2的平均反应速率为　　　　　　　　　　 。平衡后可以采取下列　　　　　　　　　　 的措施能使n（CO）：n（CH4）增大。

A．加热升高温度

B．恒温恒容下充入氦气

C．恒温下增大容器体积

D．恒温恒容下再充入等物质的量的CH4和H2O

（2）工业上可以利用CO为原料制取CH3OH。

已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)　 △H=-49.5 kJ·mol－1

CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） 　　 △H= + 41.3 kJ·mol－1

①试写出由CO和H2制取甲醇的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②该反应的△S　　　　 0(填“>”或“<”或“=”)，在 　　　　　　 情况下有利于该反应自发进行。

（3）某科研人员为研究H2和CO合成CH3OH的最佳起始组成比n(H2) ： n(CO)，在l L恒容密闭容器中通入H2与CO的混合气（CO的投入量均为1 mol），分别在230°C、250°C和270°C进行实验，测得结果如下图，则230℃时的实验结果所对应的曲线是　　　　　 (填字母)；理由是　　　　　　　　 　　　　 。列式计算270℃时该反应的平衡常数K：　　　　　　　 。

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天然气的主要成分是甲烷，它是一种重要的化工原料。

（1）CH4与CO2经催化反应可制得合成气：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g） ΔH

已知：反应1：CH4（g）=C（s）+2H2（g） ΔH1=+75kJ/mol

反应2:　 2CO（g）=C（s）+CO2（g）　 ΔH2=-172kJ/mol　　 则该催化反应的ΔH=__________kJ/mol。

（2）工业上可用CO和H2合成二甲醚，其反应为: 2CO（g）+4H2 （g）=CH3OCH3 （g）+H2O（g）　 ΔH=-204.7 kJ/mol　 初始条件相同时，分别在A（恒温）、B（绝热）两个容器内反应。反应初始时两容器的反应速率A_______B（填“>”、“<”或“=”，下同）；平衡时CO的转化率A_______B。

（3）工业上可用CO和H2合成甲醇，其反应为CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g） ΔH=-90.1kJ·md。温度T时，在容积为2L的某密闭容器中进行上述反应，反应过程中相关数据如图所示。

①下列能表明该反应已达到平衡状态的是__________。

a v（H2）=2v（CH3OH）　　　　　　　　 b c（ CO）/c（ CH3OH）=7: 3时

c c（H2）/c（ CH3OH）=2: 1时　　　　 d 容器中气体的压强不再变化

②该化学反应10min内生成CH3OH的反应速率v（CH3OH）= __________。

③该温度下，反应的平衡常数为__________ （列出计算式即可） 。

④若其他条件不变时,15mim时再向容器中加入2 mol CO和 x mol H2，平衡时CO的转化率与原平衡相同，则x=__________。

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页岩气是从页岩层中开采的一种非常重要的天然气资源,页岩气的主要成分是甲烷,是公认的洁净能源。

（1）页岩气不仅能用作燃料,还可用于生产合成气(CO和H2)。CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应CH4(g)+H2O(g) = CO(g)+3H2(g)　ΔH1。已知:CH4、H2、CO的燃烧热(ΔH)分别为-a kJ·mol-1、-b kJ·mol-1、-c kJ·mol-1;H2O(l)=H2O(g)　ΔH=+d kJ·mol-1。

则ΔH1=______________(用含字母a、b、c、d的代数式表示)kJ·mol-1。

（2）用合成气生成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2,在10 L恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示:

200 ℃时n(H2)随时间的变化如下表所示:

①ΔH2____(填“>”“<”或“=”)0。

②写出两条可同时提高反应速率和CO转化率的措施:_____。

③下列说法正确的是____(填字母)。

a.温度越高,该反应的平衡常数越大

b.达平衡后再充入稀有气体,CO的转化率提高

c.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度

d.图中压强:p1<p2

④0~3 min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=____mol·L-1·min-1。

⑤200 ℃时,该反应的平衡常数K=____。向上述200 ℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2 mol CO、4 mol H2、2 mol CH3OH,保持温度不变,则化学平衡____(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

（3）甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。标准状况下充入5.6 L甲烷,测得电路中转移1.2 mol电子,则甲烷的利用率为____。

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甲烷是天然气的主要成分，是一种重要的清洁能源和化工原料。

(1)用煤制天然气时会发生多个反应，通过多种途径生成CH4。

已知：C(s)+2H2(g)CH4　　 △H=-73kJ/mol

2CO(g)C(s)+CO2(g)　　 △H=-171kJ/mol

CO(g)+3H(g)CH4(g)+H2O(g)　 △H=-203kJ/mol。

写出CO与H2O(g)反应生成H2和CO2的热化学方程式_________________。

(2)天然气中含有H2S杂质，某科研小组用氨水吸收得到NH4HS溶液，已知T℃k(NH3·H2O)=1.74×10-5；k1(H2S)=1.07×10-7，k2(H2S)=1.74×10-13，NH4HS溶液中所含粒子浓度大小关系正确的是_______。

A. c(NH4+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)  　　　　 B. c(HS-)>c(NH4+)>(S2-)>c(H+)

C. c(NH4+)>c(HS-)>c(H2S)>c(H+)  　　　　 D. c(HS-)>c(S2-)>c(H+)>c(OH-)

(3)工业上常用CH4与水蒸气在一定条件下来制取H2，其原理为：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

①一定温度时，在一个体积为2L的恒容密闭容器中，加入lnmolCH4和1.4mol水蒸气发生上述反应，5min后达平衡，生成0.2molCO，用H2表示该反应的速率为_________。此反应的平衡常数为_____  (结果保留到小数点后三位)。

②下列说法中能说明此反应达到平衡状态的是_________。

A.体系的压强不再发生变化　　　　　　　

B.生成1molCH4的同时消耗3molH2

C.各组分的物质的量浓度不再改变　　　

D.体系的密度不再发生变化　　

E.反应速率V(CH4):V(H2O)v(CO):v(H2)=1:1:1:3

(4)甲醇水蒸气重整制氢反应：CH3OH(g)+H2O(g)==CO2(g)+3H2(g) △H=+49kJ/mol。某温度下，将[n(H2O):n(CH3OH)]=1：1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为p1，反应达到平衡时总压强为p2，则平衡时甲醇的转化率为______。

(5)如图所示，直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而勿需预先重整。请写出电池工作时的负极反应式：__________________。

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甲烷是天然气的主要成分，是一种重要的清洁能源和化工原料。

（1）用煤制天然气时会发生多个反应，通过多种途径生成CH4。

已知：C（s）十2H2（g） CH4（g）　　　　　 △H=－73kJ/mol

2CO（g） C（s）+CO2（g）　　　　　 △H=－171kJ/mol

CO（g）十3H2（g） CH4（g）+H2O（g）　　　　　 △H=－203kJ/mol。

写出CO（g） 与H2O（g） 反应生成H 2（g） 和CO2（g） 的热化学方程式____________。

（2）天然气中含有H2S杂质，某科研小组用氨水吸收得到NH4HS溶液，已知T℃k（NH3·H2O） =1.74×10－5； k1（H2S） =1.07×10－7， k2（H2S） =1.74×10－13，NH4HS溶液中所含粒子浓度大小关系正确的是____________。

A c（NH4+）>c（HS－）>c（OH－） >c（H+）

B c（HS－） > c（NH4+）> （S2－） >c（H+）

C c（NH4+）>c（HS－） >c（H2S） >c（H+）

D c（HS－） >c（S2－） >c（H+）>c（OH－）

（3）工业上常用CH4与水蒸气在一定条件下来制取H2，其原理为： CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g）

①一定温度时， 在一个体积为2L的恒容密闭容器中， 加入1molCH4和1.4mol水蒸气发生上述反应， 5min后达平衡， 生成0.2mol CO， 用H2表示该反应的速率为____________。此反应的平衡常数为____________（结果保留到小数点后三位）。

②下列说法中能说明此反应达到平衡状态的是____________。

A 体系的压强不再发生变化

B 生成1molCH4的同时消耗3molH2

C 各组分的物质的量浓度不再改变

D 体系的密度不再发生变化

E 反应速率V（CH4）：V（H2O）：u（CO）：u（H2）=1：1：1：3

（4）甲醇水蒸气重整制氢反应：CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）　 ΔH=+49kJ/mol。某温度下， 将[n（H2O） ：n（CH3OH） ] =1：1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为p1，反应达到平衡时总压强为p2，则平衡时甲醇的转化率为____________。

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研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机和减少温室效应具有重要的意义。工业上CO2与CH4发生反应I：CH4(g)+CO2(g)＝2CO(g)+2H2(g) △H1

在反应过程中还发生反应Ⅱ：H2(g)+CO2(g)＝H2O(g)+CO(g)  △H2=+41kJ/mol

(l)已知部分化学键的键能数据如下表所示：

则△Hl =____kJ/mol，反应Ⅰ在一定条件下能够自发进行的原因是____，该反应工业生产适宜的温度和压强为____（填标号）。

A.高温高压　　 B．高温低压　　 C．低温高压　　 D．低温低压

(2)工业上将CH4与CO2按物质的量1:1投料制取CO2和H2时，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。

①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是________________________

②计算923K时反应II的化学平衡常数K=______（计算结果保留小数点后两位）。

③1200K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是____。

(3)工业上CH4和CO2反应时通常会掺入O2发生反应

III: CH4+2O2＝CO2+2H2O，掺人O2可消除反应产生的积碳和减小反应器的热负荷（单位时间内维持反应发生所需供给的热量），O2的进气量与反应的热负荷的关系如图所示。

①随着O2进入量的增加，热负荷下降的原因是　 ____。

②掺人O2可使CH4的平衡转化率____（填“增大”、“减小”或“不变”。下同），CO2的平衡转化率________

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研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机和减少温室效应具有重要的意义。工业上CO2与CH4发生反应I：CH4(g)+CO2(g)＝2CO(g)+2H2(g) △H1

在反应过程中还发生反应Ⅱ：H2(g)+CO2(g)＝H2O(g)+CO(g)  △H2=+41kJ/mol

(l)已知部分化学键的键能数据如下表所示：

则△Hl =____kJ/mol，反应Ⅰ在一定条件下能够自发进行的原因是____，该反应工业生产适宜的温度和压强为____（填标号）。

A.高温高压　　 B．高温低压　　 C．低温高压　　 D．低温低压

(2)工业上将CH4与CO2按物质的量1:1投料制取CO2和H2时，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。

①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是________________________

②计算923K时反应II的化学平衡常数K=______（计算结果保留小数点后两位）。

③1200K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是____。

(3)工业上CH4和CO2反应时通常会掺入O2发生反应

III: CH4+2O2＝CO2+2H2O，掺人O2可消除反应产生的积碳和减小反应器的热负荷（单位时间内维持反应发生所需供给的热量），O2的进气量与反应的热负荷的关系如图所示。

①随着O2进入量的增加，热负荷下降的原因是　 ____。

②掺人O2可使CH4的平衡转化率____（填“增大”、“减小”或“不变”。下同），CO2的平衡转化率________

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研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机和减少温室效应具有重要的意义。工业上CO2与CH4发生反应I：CH4(g)+CO2(g)＝2CO(g)+2H2(g) △H1

在反应过程中还发生反应Ⅱ：H2(g)+CO2(g)＝H2O(g)+CO(g)  △H2=+41kJ/mol

(l)已知部分化学键的键能数据如下表所示：

则△Hl =____kJ/mol，反应Ⅰ在一定条件下能够自发进行的原因是____，该反应工业生产适宜的温度和压强为____（填标号）。

A.高温高压　　 B．高温低压　　 C．低温高压　　 D．低温低压

(2)工业上将CH4与CO2按物质的量1:1投料制取CO2和H2时，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。

①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是________________________

②计算923K时反应II的化学平衡常数K=______（计算结果保留小数点后两位）。

③1200K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是____。

(3)工业上CH4和CO2反应时通常会掺入O2发生反应

III: CH4+2O2＝CO2+2H2O，掺人O2可消除反应产生的积碳和减小反应器的热负荷（单位时间内维持反应发生所需供给的热量），O2的进气量与反应的热负荷的关系如图所示。

①随着O2进入量的增加，热负荷下降的原因是　 ____。

②掺人O2可使CH4的平衡转化率____（填“增大”、“减小”或“不变”。下同），CO2的平衡转化率________

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CO2与CH4可制得合成气：CH4(g)＋CO2(g)⇌2CO(g)＋2H2(g)　 ΔH=+247 kJ·mol－1。初始温度均为T K时，在3个容器中按不同方式投入反应物，发生上述反应，相关信息如下表：

下列说法正确的是

A.T K时，反应CH4(g)＋CO2(g)⇌2CO(g)＋2H2(g)的平衡常数为1/3

B.容器Ⅱ中反应达到平衡时，α(CO2，Ⅱ)=50%

C.容器Ⅲ中反应达到平衡时反应热在123.5—247 kJ·mol－1范围内

D.容器Ⅱ中反应达到平衡时，再投入0.5 mol CH4、0.25 mol CO，反应达到新平衡前，v(正)<v(逆)

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