（14分）化学在能源开发与利用中起着十分重要的作用。（1）蕴藏在海底的可燃冰是高压下形成的...

（14分）化学在能源开发与利用中起着十分重要的作用。

（1）蕴藏在海底的可燃冰是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体．被称之为“未来能源”。在25℃、101 kPa下，1g甲烷完全燃烧生成和液态水时放热55.6 kJ。甲烷燃烧的热化学方程式为 ______：相同条件下，356 g可燃冰（分子式为CH4·9H2O，Mr＝178）释放的甲烷气体完全燃烧生成CO2和液态水，放出的热量为_______kJ。

（2）二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源，具有清洁、高效的优良性能。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制各二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：

甲醇合成反应：

（Ⅰ）CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）　　 △H1＝－90.1kJ•mol-1

（Ⅱ）CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）　 △H2＝－49.0kJ•mol-1

水煤气变换反应：（Ⅲ）CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2 （g） △H3＝－41.1kJ•mol-1

二甲醚合成反应：（Ⅳ）2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4＝－24.5kJ•mol-1

①分析二甲醚合成反应(iv)对于CO转化率的影响___________________________________。

②由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为：__________________。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_________________________________。

（3）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。若电解质为碱性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为______________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________电子的电量。

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化学在能源开发与利用中起着十分重要的作用。

（1）蕴藏在海底的可燃冰是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。2017年我国在南海北部进行的可燃冰采取试验获得成功，标志着我国成为第一个实现在海域可燃冰试开采中获得连续稳定燃气的国家。已知：25℃、101 kPa下，1 g甲烷完全燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ。甲烷燃烧的热化学方程式为_____________。相同条件下，356 g可燃冰(分子式为CH4·9H2O，Mr= 178 )释放的甲烷气体完全燃烧生成CO2和液态水，放出的热量为_____kJ。

（2）二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源，具有清洁、高效的优良性能。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：

甲醇合成反应：（i）CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)  △H1=-90.1 kJ/ mol

（ii）CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)  △H2=-49.0kJ/ mol

水煤气变换反应： (iii) CO(g)+ H2O(g) CO2(g) + H2(g)   △H3=-41.1kJ/mol

二甲醚合成反应：(iv) 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)　 △H4= -24.5kJ/ mol

①分析二甲醚合成反应(iv)对于CO转化率的影响____________________。

②由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为：______________。 根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响__________________________。

（3）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。若电解质为碱性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为____ ，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生______个电子的电量。

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据报道，近年来科学家在百慕大等深海底发现一种新能源，这种物质的外观很象冰。科学研究表明，可燃冰实际上是一种甲烷水合物（CH₄·xH₂O），是甲烷与水在低温高压下形成的一种固态物质。

(1)目前，排放到大气中的气体污染物主要有SO₂、NO₂、CO等，它们主要来自矿物燃料的燃烧和工业废气。今有：①可燃冰②氢能③风能④太阳能⑤煤⑥天然气⑦石油等能源，在通常情况下使用上述能源，一般不会造成空气污染的一组是                 （   ）

Ａ、①②③④⑥    Ｂ、②③④⑥⑦    Ｃ、①③④⑤⑥    Ｄ、①②③④⑤

(2)下面有关甲烷和可燃冰的说法中，不正确的是                    （   ）

Ａ、甲烷主要是植物残体在隔绝空气的情况下分解而生成的

Ｂ、可燃冰燃烧时火焰呈蓝色

Ｃ、与煤比较，可燃冰是一种高效能源

Ｄ、通常情况下，甲烷是一种无色、无味，易与水化合的气体

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蕴藏在海底的大量“可燃冰”，其开发利用是当前解决能源危机的重要课题。用甲烷制水煤气（CO、H2），再合成甲醇可以代替日益供应紧张的燃油。下面是产生水煤气的几种方法：

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

② CH4(g）＋1/2O2(g）＝CO(g）＋2H2(g）　　 △H2=－35.4 kJ·mol-1

③ CH4 (g）＋2H2O (g）＝CO2 (g）＋4H2(g）　 △H3＝+165.0 kJ·mol-1

（1）CH4(g）与CO2 (g）反应生成CO(g）和H2(g）的热化学方程式为　　　　 　　 　　 。

（2）从原料、能源利用的角度，分析四个反应，作为合成甲醇更适宜的是反应 　　 　　　 。（填序号）

（3）也可将CH4设计成燃料电池，来解决能源问题，如下图装置所示。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷VL。

①0＜V≤33.6L时，负极电极反应为　　　　　　　 。

②33.6L<V≤67.2L时，电池总反应方程式为　　　　　　　 。

③V=44.8L时，溶液中离子浓度大小关系为　　　　 　　 　 。

（4）工业合成氨时，合成塔中每产生1molNH3，放出46.1kJ的热量。

某小组研究在上述温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为VL的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应。相关数据如下：

①容器①中，0-t1时间的平均反应速率为υ(H2）=　　　　　　　　 。

②下列叙述正确的是　　 　　 　　 （填字母序号）。

a．平衡时，两容器中H2的体积分数相等

b．容器②中反应达平衡状态时，Q＞73.76kJ

c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等

d．平衡时，容器中N2的转化率：①<②

e．两容器达到平衡时所用时间t1>t2

（5）下图是在反应器中将N2和H2按物质的量之比为1:3充入后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH3的体积分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是　　　 　　 　　 。

②上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是　　　　 　　　 　　 。

③M点对应的H2转化率是　　　　　 。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

蕴藏在海底的大量“可燃冰”，其开发利用是当前解决能源危机的重要课题。用甲烷制水煤气(CO、H2)，再合成甲醇可以代替日益供应紧张的燃油。下面是产生水煤气的几种方法：

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

② CH4(g)＋O2(g)＝CO(g)＋2H2(g)　 △H2=－35.4 kJ·mol-1

③ CH4 (g)＋2H2O (g)＝CO2 (g)＋4H2(g)　 △H3＝+165.0 kJ·mol-1

（1）CH4(g)与CO2 (g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为　　　　　　　　　　 。

（2）也可将CH4设计成燃料电池，来解决能源问题，如下图装置所示。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷VL。

①0＜V≤33.6L时，负极电极反应为　　　　 　　　 　　　 。

②V=44.8L时，溶液中离子浓度大小关系为　　　　 　　　　 　　 。

（3）工业合成氨时，合成塔中每产生1molNH3，放出46.1kJ的热量。

某小组研究在上述温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为VL的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应。相关数据如下：

①容器①中，0-t1时间的平均反应速率为υ(H2)=　　　　　 　　　 　　　 。

②下列叙述正确的是　　 　　 　　 (填字母序号)。

a．平衡时，两容器中H2的体积分数相等

b．容器②中反应达平衡状态时，Q＞73.76kJ

c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等

d．平衡时，容器中N2的转化率：①<②

e．两容器达到平衡时所用时间t1>t2

（4）下图是在反应器中将N2和H2按物质的量之比为1:3充入后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH3的体积分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是　　 　　 　　　 。

②上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是　　　　　　 。

③M点对应的H2转化率是　　　　　 。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

蕴藏在海底的大量“可燃冰”，其开发利用是当前解决能源危机的重要课题。用甲烷制水煤气（CO、H2），再合成甲醇可以代替日益供应紧张的燃油。下面是产生水煤气的几种方法：

① CH4(g)＋H2O (g)＝CO (g)＋3H2(g)　　 △H1＝+206．2kJ·mol-1

② CH4(g)＋O2(g)＝CO(g)＋2H2(g)　　 △H2=－35．4 kJ·mol-1

③ CH4 (g)＋2H2O (g)＝CO2 (g)＋4H2(g)　　 △H3＝+165．0 kJ·mol-1

（1）CH4(g)与CO2 (g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为　　　　　　　　　　 。

（2）从原料、能源利用的角度，分析作为合成甲醇更适宜的是反应　　　 　　 　　　 。（填序号）

（3）也可将CH4设计成燃料电池，来解决能源问题，如图装置所示。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷VL。

①0＜V≤33．6L时，负极电极反应为　　 　　　　 　 。

②33．6L<V≤67．2L时，电池总反应方程式为　　　　 　　　　 　 。

③V=44．8L时，溶液中离子浓度大小关系为　　　 　　　　　　 　 。

（4）工业合成氨时，合成塔中每产生1molNH3，放出46．1kJ的热量。某小组研究在上述温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为VL的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应。相关数据如下：

下列叙述正确的是　　　 　　　 　 （填字母序号）。

a．平衡时，两容器中H2的体积分数相等

b．容器②中反应达平衡状态时，Q＞73．76kJ

c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等

d．平衡时，容器中N2的转化率：①<②

e．两容器达到平衡时所用时间t1>t2

（5）下图是在反应器中将N2和H2按物质的量之比为1:3充入后，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上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是　　　　 　　　 　　 。

②M点对应的H2转化率是　　　 　　　 　　 。

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蕴藏在海底的大量“可燃冰”，其开发利用是当前解决能源危机的重要课题。用甲烷制水煤气(CO、H2)，再合成甲醇可以代替日益供应紧张的燃油。下面是产生水煤气的几种方法：

①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)　　 ΔH1=+206.2kJ·mol-1

②CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2(g)　　　 ΔH2=-35.4kJ·mol-1

③CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)　　　 ΔH3=+165.0kJ·mol-1

（1）CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为__。

（2）从原料、能源利用的角度，分析以上三个反应，作为合成甲醇更适宜的是反应__(填序号)。

（3）也可将CH4设计成燃料电池，来解决能源问题，如图装置所示。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷VL。

①0<V≤33.6L时，负极电极反应式为__。

②33.6L<V≤67.2L时，电池总反应方程式为__。

③V=44.8L时，溶液中离子浓度大小关系为__。

（4）工业合成氨时，合成塔中每产生1molNH3，放出46.1kJ的热量。某小组研究在上述温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为VL的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应。相关数据如下表：

①容器Ⅰ中，0～t1时间的平均反应速率v(H2)=__。

②下列叙述正确的是__(填字母)。

a.平衡时，两容器中H2的体积分数相等

b.容器Ⅱ中反应达到平衡状态时，Q>73.76

c.反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等

d.平衡时，容器中N2的转化率：Ⅰ<Ⅱ

e.两容器达到平衡时所用时间：t1>t2

（5）如图是在反应器中将N2和H2按物质的量之比为1∶3充入后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH3的体积分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是__。

②图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是__。

③M点对应的H2转化率是__。

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第28届国际地质大会提供的资料显示，在海底蕴藏着大量的天然气水合物，俗称“可燃冰”。其蕴藏量是地球上煤和石油的几百倍，因而是一种等待开发的巨大能源物质。有关可燃冰的下列预测中错误的是

A．高压、低温有助于可燃冰的形成　         B．可燃冰的主要成分是甲烷

C．可燃冰的微粒间可能存在着离子键         D．构成可燃冰的原子间存在着极性共价键

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化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行右图实验（图中所用电极均为惰性电极）：

（1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是________

A．a电极是负极，OH^－移向负极

B．b电极的电极反应为：O₂＋2H₂O＋4e^－＝4OH^－

C．电池总反应式为：2H₂+O₂2H₂O

D．电解质溶液的pH保持不变

E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

（2）上图装置中盛有100mL、0.1mol·L^—1AgNO₃溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH＝________  （溶液体积变化忽略不计）

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