氢气是一种清洁、高效新能源，也是重要的化工原料。(1)工业上利用甲烷制备氢气的反应为:CH...

氢气是一种清洁、高效新能源，也是重要的化工原料。

（1）工业上利用甲烷制备氢气的反应为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

已知：

①H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)　　　 △H1=-198kJ/mol

②CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)　　　　 △H2=-283kJ/mol

③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　　　 △H3=-846.3kJ/mol

则CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　　 △H4=________。

（2）工业上利用CO和H2合成清洁能源CH3OH，其反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　 △H=-116kJ/mo1

①如图表示CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的示意图。X表示的是_______，理由_________；Y1_____Y2(填“<”“=”或“>”)。

②在2L恒容密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在一定条件下经过10 min达到平衡状态c点处。则在该条件下，从开始至达到平衡状态v(CH3OH)=_______________，平衡常数Ka、Kb、Kc 的大小关系：___________。

③下列措施既能增大反应速率又能提高反应物的转化率的是_______。

A．使用催化剂　　　 B．及时分离CH3OH　　　　 C．升高温度　　　 D．增大压强

（3）已知燃料电池的比能量与单位质量燃料物质失去的电子数成正比。理论上H2、CH4、CH3OH的碱性电池的比能量由大到小的顺序为___________。

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氢气是一种清洁、高效新能源，也是重要的化工原料。

(1)工业上利用甲烷制备氢气的反应为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

已知:

①H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H1=-198kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)　　　　 △H2=-576kJ/mol

③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)　　　 △H3=-846.3kJ/mol

则CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　　 △H4=________。

(2)工业上利用CO和H2合成清洁能源CH3OH,其反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　 △H=-116kJ/mo1

①如图表示CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的示意图。X表示的是_______，理由_________；Y1_____Y2 (填“<”、“=”、“>”)。

②在2L恒容密闭容器中充入2molCO和4molH2，在一定条件下经过10min达到平衡状态c 点处。则在该条件下，从开始至达到平衡状态v(CH3OH)=________，平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系:____________。

③下列措施既能增大反应速率又能提高反应物的转化率的是_______。

A.使用催化剂　　　 B.及时分离CH3OH　　　　 C.升高温度　　　 D.增大压强

(3)已知燃料电池的比能量与单位质量燃料物质失去的电子数成正比。理论上H2、CH4、CH3OH的碱性电池的比能量由小到大的顺序为___________。

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天然气( 主要成分为甲烷)是一种高效的清洁能源，也是一种重要的化工原料，利用天然气制备甲醇、乙醇、二甲醚(CH3OCH3)、乙烯(C2H4)等物质的主要反应有：

①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+ 3H2(g)　 △H1= + 206.2 kJ/ mol

②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)　 △H2=- 90.1kJ/ mol

③2CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) △H3=- 24.5kJ/ mol

④2CH3OH(g) C2H4(g) + 2H2O(g) △H4=- 29.1kJ/ mol

⑤CH3OCH3(g)== C2H5OH(g)　 △H5=- 50.7 kJ /mol

请回答下列问题：

(1)反应2CH4(g)+H2O(g)= C2H5OH(g)+2H2(g)的△H =______kJ/mol；根据化学原理，可 以同时加快该反应的速率和提高甲烷转化率的措施有_______________________。

(2)CO与H2在一定条件下，同时发生②和③的反应，产生二甲醚的结果如上图所示。260℃时，CO转化率虽然很高，而二甲醚的产率却很低，可能的原因是 ( 答出一条即可) _______；CO 与H2 合成二甲醚的最佳的温度是_____________。

(3) 对于气体参与的反应如反应④[2CH3OH(g) C2H4(g) + 2H2O(g)]，可以用某组分B的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(c)表示平衡常数(Kp)，则反应④的平衡常数表达式Kp=____；也可以用压强(PB)变化表示化学反应速率，体积不变的密闭容器中充入一定量的CH3OH气体发生反应④，在10分钟内，容器的压强由xkPa 升高到ykPa，则这段时间该反应的化学反应速率v(CH4)=_____________。

(4) 反应①～⑤中有多种物质可以做燃料电池的燃料，其中H2是单位质量燃料释放电能最多的物质，若与下列物质构成电池，H2 与_______构成的电池比能量最大。

a.H2O2　　　　　　 b.Cl2　　　　 C.O2　　　　　 d.NiOOH

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天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。

（1）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH4。

写出CO与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式

已知： CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH＝－41kJ·mol－1

C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH＝－73kJ·mol－1

2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH＝－171kJ·mol－1

（2）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中

通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式　　　　　　　　 。

（3）天然气的一个重要用途是制取H2，其原理为：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L－1的CH4与CO2，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，则压强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=　　　　　　 。（计算结果保留两位有效数字）

(4) 以二氧化钛表面覆盖CuAl2O4为催化剂，可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。

①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示。250~300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是　　　　　　　　　　 。

②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是　　　　　　　　　　 。

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天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。

（1）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH4。

写出CO与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式____________

已知： CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH＝－41kJ·mol－1

C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH＝－73kJ·mol－1

2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH＝－171kJ·mol－1

（2）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中

通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式____________。

（3）天然气的一个重要用途是制取H2，其原理为：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L－1的CH4与CO2，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，则压强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=__________。（计算结果保留两位有效数字）

（4）以二氧化钛表面覆盖CuAl2O4为催化剂，可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。

①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示。250~300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________。

②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是________________。

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氢气不仅是新能源，也是重要的化工原料。

（1）氢气可由甲烷制备:CH4 (g)+H2O(l)CO(g)+3H2 (g)ΔH=+250.1 kJ·mol-1，已知298 K时，CH4(g)、CO(g)的燃烧热分别为890 kJ·mol-1、283 kJ·mol-1。写出氢气燃烧热的热化学方程式___________。

（2）利用反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 　ΔH合成清洁能源CH3OH，CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:

①该可逆反应的正反应ΔH______0；　 A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系是_____； 压强p1___p2(填“>”“<”或“=”)； 在T1和p2条件下，由D点到B点过程中，正、逆反应速率之间的关系:　 v正___v逆(填“>”“<”或“=”)。

②若在恒温恒容条件下进行上述反应，能表示该可逆反应达到平衡状态的是_____________________ (填序号)。

a.CO物质的量保持不变

b.单位时间内消耗CO的浓度和生成甲醇的浓度相等

c.混合气体的压强不再变化

d.混合气体的密度不再变化

③在2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在p2 (和T2条件下经10 min达到平衡状态C点，在该条件下，v(CH3OH)=______________________；平衡常数K为_________________________________

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氢气是一种清洁能源，又是合成氨工业的重要原料。

(1)已知：CH4(g)+H2O==CO+3H2(g)　 △H=206.2 kJ·mol-1。

CH4(g)+CO2(g)==2CO(g)+2H2(g)　 △H=247.4 kJ·mol-1

甲烷和H2O(g)反应生成H2和CO2的热化学方程式为___________________。

(2)工业合成氨的反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 △H=-92.4 kJ·mol-1。

某温度下，把10 mol N2与28 mol H2置于容积为10 L的密闭容器内，10 min时反应达到平衡状态，测 得氮气的平衡转化率为60％，则10 min内该反应的平均速率v(NH3)=__________mol·L-1·min-1，该温度下该反应的平衡常数K=________。 欲增大氮气的平衡转化率，可采取的措施有_____________、____________等(共写两条措施即可，每空一条)。

(3)下图所示装置工作时均与H2有关。

图l所示装置中阳极的电极反应式为______________。

②图2所示装置中，通入H2的管口是_____________(选填字母代号)。

③某同学按图3所示装置进行实验，实验结束后．将玻璃管内固体物质冷却后，溶于稀硫酸，充分反应后，滴加KSCN溶液。溶液不变红，再滴入新制氯水，溶液变为红色。该同学据此得出结论：铁与水蒸气反应生成FeO和H2。该结论_____________(填“严密”或“不严密”)，你的理由是(用离子方程式和必要的文字说明)______________________。

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（14分）二甲醚（CH₃OCH。）和甲醇（CH₃OH）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效等优良的性能。以CH₄和H₂O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下：

（1）催化反应室B中CO与H₂合成二甲醚的化学方程式为________.

（2）催化反应室A中发生的反应为：

CH₄（g）+H₂O（g）CO（g）+3H₂（g）……（I）、CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）……（Ⅱ）催化反应室C中发生的反应为：

CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）……（Ⅲ）、CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）……（Ⅳ）

①已知：原子利用率=×100％，试求反应（Ⅳ）的原子利用率为________。

②反应（Ⅳ）的△S ________0（填“>”、“=”或“<”）。

③在压强为5MPa，体积为VL的反应室c中，amol CO与20mol H₂在催化剂作用下发生反应（Ⅲ）生成甲醇，CO的转化率与温度的关系如右图。则该反应的△H________0（填“>”、“=”或“<”）。300℃时该反应的平衡常数K= ________（用含字母的代数式表示）。

（3）我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”。

该燃料电池负极的电极反应式为：

CH₃OCH₃一12e^一+16OH^一=2CO^2-₃+11H₂O。有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫（体积分数为x）废气的方法如下：

①将含SO₂的废气通人电解饱和食盐水所得溶液中，得NaHSO₃溶液；

②将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸；

③将盐酸加入NaHSO₃溶液中得SO₂气体回收。

用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气，计算消耗二甲醚的质量。

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