(14分) “洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气...

(14分) “洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m^-3的煤炭气，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛。

（1）已知：

C(s)+O₂(g)=CO₂(g)　　ΔH₁＝—393.5 kJ·mol^-1　　①

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)　　ΔH₂＝—483.6 kJ·mol^-1　　 ②

C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)　ΔH₃＝＋131.3 kJ·mol^-1　  ③

则反应CO(g)+H₂(g) +O₂(g)= H₂O(g)+CO₂(g)，ΔH= 　　　　kJ·mol^-1。标准状况下的煤炭气（CO、H₂）33.6 L与氧气完全反应生成CO₂和H₂O，反应过程中转移　　　mol e^-。

（2）工作温度650℃的熔融盐燃料电池，是用煤炭气（CO、H₂）作负极燃气，空气与CO₂的混合气体在正极反应，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔点混合物做电解质，以金属镍（燃料极）为催化剂制成的。负极的电极反应式为：CO+H₂-4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O；则该电池的正极反应式为　　                             　　。

（3）密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)；CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如右图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为V_AL，则该温度下的平衡常数K=　　              　　；A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)_总：n(B)_总=　　 　　。

②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间t_A　　 　　t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是　     　　。

A 降温     B 加压     C 使用催化剂    D 将甲醇从混合体系中分离出来

高二化学填空题简单题查看答案及解析

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m^-3的煤炭气，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛。

（1）已知：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)   ΔH₁＝—393.5 kJ·mol^-1   ①

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)  ΔH₂＝—483.6 kJ·mol^-1   ②

C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) ΔH₃＝＋131.3 kJ·mol^-1   ③

则反应CO(g)+H₂(g) +O₂(g)= H₂O(g)+CO₂(g)，ΔH= ________kJ·mol^-1。标准状况下的煤炭气（CO、H₂）33.6 L与氧气完全反应生成CO₂和H₂O，反应过程中转移________mol e^-。

（2）密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)；CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为V_AL，则该温度下的平衡常数K=________；A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)_总：n(B)_总=________。

②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间t_A________t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是________。

A.降温     B.加压     C.使用催化剂    D.将甲醇从混合体系中分离出来

高二化学填空题困难题查看答案及解析

I．“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛．生产煤炭气的反应之一是：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　 △H=+131.4kJ/mol

（1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L，用H2O表示0～5min的平均反应速率为　　　　　　　　　　 。

（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是　　　　　　　　 ．

A．CO的含量保持不变　　　　　　　 B．v正(H2O)=v正(H2)

C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

（3）若上述反应在t0时刻达到平衡(如图)，在t1时刻改变某一条件，请在图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化：

①缩小容器体积，t2时到达平衡（用实线表示）；

②t3时平衡常数K值变大，t4到达平衡（用虚线表示）。

（4）在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇（化学式为CH3OH），CH3OH和CO的燃烧热分别为725.8kJ/mol，283.0kJ/mol，1molH2O(l)变为H2O(g)吸收44.0 kJ的热量，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式 　　　　　　　　　 　　　　　　 。

II．实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识，解决下列问题：

（1）已知某反应的平衡常数表达式为：，它所对应的化学方程式为　　 　　　　 　 。

（2）已知在400℃时，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0的K=0.5,则400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应V(N2)正 　　　　 V(N2)逆（填：＞、＜、＝、不能确定）。欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH3的体积百分数增加，可采取的正确措施是　　 　　　　　　　 　 （填序号）

A、缩小体积增大压强　 　 B、升高温度　　 C、加催化剂　　 D、使氨气液化移走

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科学家开发出一种“洁净煤技术”，通过向地下煤层“气化炉”中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。“气化炉”中主要反应有：C(s)++H2O (g) =CO(g)+H2(g)　　 △H= +131.3 kJ•mol-1

CO(g)+H2O(g) =CO2(g)+H2(g)　　 △H= — 41.2kJ•mol-1

（1）气化炉中CO2与C反应转化为CO，该反应的热化学方程式是 __________________________________。

（2）用煤炭气合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中，将CO和H2按物质的量1：2混合反应，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示：

①生成甲醇的反应为_______（填“放热”或“吸热”）。

②图中两条曲线分别表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化，其中代表压强是5.0MPa的曲线是____________（填“A”或“B”）。

③在不改变反应物用量的前提下，为提高CO转化率可采取的措施有 _______________________ 。

④压强为0.1MPa、温度为200℃时，平衡混合气中甲醇的物质的量分数是 _______________。

（3）某新型电池以熔融碳酸盐作电解质，在650℃下工作，负极通入煤炭气，正极通入空气与CO2的混合气．电池的正极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32—，负极反应式为 ___________________和_________________。

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科学家开发出一种“洁净煤技术”，通过向地下煤层“气化炉”中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。“气化炉”中主要反应有：

C(s)+ +H2O (g) =CO(g)+H2(g)　　 △H= +131.3 kJ•mol-1

CO(g)+H2O(g) =CO2(g)+H2(g)　　 △H= — 41.2kJ•mol-1

（1）气化炉中CO2与C反应转化为CO，该反应的热化学方程式_____________。

（2）用煤炭气合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中，将CO和H2按物质的量1：2混合反应，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：

①生成甲醇的反应为_______（填“放热”或“吸热”）。

②图中两条曲线分别表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化，其中代表压强是5.0MPa的曲线是____________（填“A”或“B”）。

③在不改变反应物用量的前提下，为提高CO转化率可采取的措施有(写两条措施) _________。

④压强为0.1MPa、温度为200℃时，平衡混合气中甲醇的物质的量分数是 _______________。

（3）某新型电池以熔融碳酸盐作电解质，在650℃下工作，负极通入煤炭气，正极通入空气与CO2的混合气．电池的正极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32—，负极反应式为 ___________________和___________________。

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科学家开发出一种“洁净煤技术”，通过向地下煤层“气化炉”中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。“气化炉”中主要反应有：C(s)+ +H2O (g) =CO(g)+H2(g)　　 △H= +131.3 kJ•mol-1

CO(g)+H2O(g) =CO2(g)+H2(g)　　 △H= — 41.2kJ•mol-1

（1）气化炉中CO2与C反应转化为CO，该反应的热化学方程式是 __________________________________。

（2）用煤炭气合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中，将CO和H2按物质的量1：2混合反应，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示：

①生成甲醇的反应为_______（填“放热”或“吸热”）。

②图中两条曲线分别表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化，其中代表压强是5.0MPa的曲线是____________（填“A”或“B”）。

③在不改变反应物用量的前提下，为提高CO转化率可采取的措施有 _______________________ 。

④压强为0.1MPa、温度为200℃时，平衡混合气中甲醇的物质的量分数是 _______________。

（3）某新型电池以熔融碳酸盐作电解质，在650℃下工作，负极通入煤炭气，正极通入空气与CO2的混合气．电池的正极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32—，负极反应式为 ___________________和_________________。

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（5分）氢能是高效、清洁能源，制氢技术的研究开发是氢能利用的必由之路。燃料水蒸气重整法是一种有效、经济、广泛采用的制氢方法，它是通过水蒸气与燃料间的反应来制取氢气的。

（1）在催化剂作用下，天然气和水蒸气反应可制得一氧化碳和氢气，已知该反应每制得1kg氢气需要吸收3.44×104 kJ热量。写出该反应的热化学方程式 　　　　　　　　　 　　 ；

（2）CO可继续与水蒸气反应：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.0kJ·mol-1。若将1mol甲烷与足量水蒸气充分反应得到1molCO2，该反应的焓变ΔH=　　　　　　　　　 ；

（3）欲制得较纯净的氢气，可将（2）中充分反应后的气体通过足量的烧碱溶液，写出该反应的离子方程式 　　　　　　 　　　　　　　　 ；

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（14分）在生产生活中，金属腐蚀所带来的损失非常严重，所以防止金属腐蚀已经成为科学研究和技术领域的重大问题．兴趣小组的同学在实验室对金属腐蚀进行了探究．

（1）分别在三个洁净干燥的试管中各加一个洁净无锈的铁钉，再在其中两个试管中加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，其它操作请仔细观察图1： ____ 号试管中的铁钉最容易生锈．由此可见，铁制品生锈需要的条件是 ____　　　　　　　　　　　　　　　　　 _____ ．

（2）如图2所示，铁处于A、B、C三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是（填序号）____．

（3）据报道，全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值（GNP）的4%．

①钢铁在发生电化学腐蚀时，负极反应为： ________　　　　　　 _ ．

②请写出用稀硫酸除去铁锈的化学反应方程式为： ____　　　　　　　　　　　　 _____ ．

③请根据不同的原理，提出防止钢铁腐蚀的两条合理措施： _________ 、　　　　 _____ ．

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C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。

（1）目前工业上有一种方法是用CO，和H2在230℃，催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。

图一表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80％时的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式_____________。

（2） “亚硫酸盐法”吸收烟气中的SO2。室温条件下，将烟气通入（NH4)2SO4溶液中，测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图二所示。

请写出a点时n(HSO3-)：n(H2SO3)=______，b点时溶液pH=7，则n(NH4+)：n(HSO3-)=___。

（3）催化氧化法去除NO，一定条件下，用NH3消除NO污染，其反应原理为4NH3+6NO5N2+ 6H2O。不同温度条件下，n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4：l、3：l、1：3时，得到NO脱除率曲线如图三所示：

① 请写出N2的电子式________。

② 曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是______。

③ 曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为_____mg/(m3·s)。

（4）间接电化学法可除NO。其原理如图四所示，写出电解池阴极的电极反应式（阴极室溶液呈酸性）:_________________。

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C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃，催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。图一表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80％时的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式__________________________________________________。

（2）NH3催化还原可以消除氮的氧化物的污染。

①相同条件下，在固定容积的密闭容器中选用不同的催化剂（a、b、c）发生反应：4NH3（g）+6NO（g）⇋5N2（g）+6H2O（g）反应产生N2的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列说法错误的是___________

A.催化剂的催化效率：a＞b＞c

B.X点时，NH3的化学反应速率为0.5mol·L-1·min-1

C.达到平衡时，使用催化剂c时NO的转换率最小

D.若在恒容绝热的密闭容器中发生该反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡

②恒温恒容下，向容积为1.0L的密闭容器中充入1.8molNH3和2.4molNO，在一定条件下发生反应，达到平衡时平衡体系的压强为反应前压强的22/21倍，则化学平衡常数K=__________mol/L（保留两位有效数字）。若上述反应改在恒温恒压条件下进行，则反应达到平衡时NH3的体积分数__________（填变大、变小或不变）

（3）在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)+yB(g)⇋zC(g),平衡时测得A的浓度为0.3mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达到平衡时，测得A的浓度降低为0.18mol/L，则A的转化率__________（填变大、变小或不变），C的体积分数__________（填变大、变小或不变）

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