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15．將CH4、CO2催化重整為可用的化學品，對緩解能源危機、改善環(huán)境意義重大．

（1）以Fe（OH）3為脫硫劑，通過復分解反應吸收H2S，產物是H2O和Fe2S3．
（2）過程A主要涉及以下反應：
�。瓹H4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）△H=+247kJ/mol
ⅱ．CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol
①反應ⅰ的化學平衡常數K隨溫度的變化關系是K隨溫度升高而增大．
②分析反應ⅱ對反應ⅰ中CO2轉化率可能的影響并說明理由：消耗CO、反應放熱，都能使反應ⅰ的平衡正向移動，提高CO2的轉化率；生成CO2使反應ⅰ的平衡正向移動，但降低CO2的轉化率；生成H2使反應ⅰ的平衡逆向移動，降低CO2的轉化率（寫出一種即可）．
（3）某科研團隊利用Ni、CaO、Fe3O4三種催化劑在850℃下“超干重整”CH4和CO2：過程Ⅰ．通入CO2和
CH4，所得CO 被吸收，H2O被分離出體系，如圖2所示．過程Ⅱ．H2O被分離后，向該裝置中再通入He氣，使催化劑再生并獲得CO，如圖3所示．
①CH4和CO2 重整為CO、H2O的熱化學方程式是3CO2（g）+CH4（g）?4CO（g）+2H2O（g）△H2=+329kJ•mol-1．   
②結合反應方程式簡述Fe3O4的催化作用過程Ⅰ4CO+Fe3O4?3Fe+4CO2，4H2+Fe3O4?3Fe+4H2O，Fe3O4被還原，過程Ⅱ3Fe+4CO2?4CO+Fe3O4，Fe3O4重新生成．
③CaO對Fe3O4是否起到催化作用至關重要，實驗研究結果如表：
編號催化劑是否添加CaO還原產物
1Fe3O4添加有Fe
2Fe3O4不添加無Fe
運用有關化學原理解釋實驗結果：過程Ⅰ中存在平衡4CO+Fe3O4?3Fe+4CO2，添加的CaO與CO2結合成CaCO3，降低了c（CO2），使平衡正向移動，所以有Fe生成，使Fe3O4催化作用更好．

分析 （1）復分解反應的實質是電解質在溶液中發(fā)生的離子間的互換反應；
（2）①升高溫度，反應ⅰ的化學平衡正向移動，化學平衡常數K增大；
②從濃度、溫度的改變分析化學平衡移動的方向，進而確定反應ⅰ中CO2轉化率；
（3）①�。瓹H4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）△H=+247kJ/mol
ⅱ．CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol，
根據蓋斯定律，ⅰ-2×ⅱ可得3CO2（g）+CH4（g）?4CO（g）+2 H2O（g）△H；
②寫出過程Ⅰ、Ⅱ涉及的化學方程式，通過方程式分析Fe3O4的作用；
③添加的CaO與CO2結合成CaCO3，降低了c（CO2），使過程Ⅰ中反應 4CO+Fe3O4?3Fe+4CO2平衡正向移動．

解答 解：（1）復分解反應的實質是電解質在溶液中發(fā)生的離子間的互換反應，各元素的化合價不變，因此Fe（OH）3與H2S發(fā)生復分解反應的產物應為H2O和Fe2S3，
故答案為：Fe2S3；
（2）①反應ⅰ為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，化學平衡常數K增大，
故答案為：K隨溫度升高而增大；
②反應ⅱ消耗CO，降低了反應ⅰ中CO的濃度，使反應ⅰ的平衡正向移動，提高CO2的轉化率；
反應ⅱ放熱，升高溫度，反應ⅰ的化學平衡正向移動，提高CO2的轉化率；
反應ⅱ生成CO2，增大了反應ⅰ中CO2的濃度，使反應ⅰ的平衡正向移動，但降低CO2的轉化率；
反應ⅱ生成H2，增大了反應ⅰ中H2的濃度，使反應ⅰ的平衡逆向移動，降低CO2的轉化率，
故答案為：消耗CO、反應放熱，都能使反應ⅰ的平衡正向移動，提高CO2的轉化率；生成CO2使反應ⅰ的平衡正向移動，但降低CO2的轉化率；生成H2使反應ⅰ的平衡逆向移動，降低CO2的轉化率；
（3）①ⅰ．CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）△H=+247kJ/mol，
ⅱ．CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol，
根據蓋斯定律，ⅰ-2×ⅱ可得3CO2（g）+CH4（g）?4CO（g）+2 H2O（g）△H=+247kJ/mol+2×41kJ/mol=+329 kJ•mol-1，
故答案為：3CO2（g）+CH4（g）?4CO（g）+2 H2O（g）△H2=+329 kJ•mol-1；
②過程Ⅰ涉及的化學反應為4CO+Fe3O4?3Fe+4CO2，4H2+Fe3O4?3Fe+4H2O，Fe3O4都是作氧化劑被還原，
過程Ⅱ中涉及的化學反應為3Fe+4CO2?4CO+Fe3O4，Fe3O4重新生成，
故答案為：過程Ⅰ4CO+Fe3O4?3Fe+4CO2，4H2+Fe3O4?3Fe+4H2O，Fe3O4被還原，過程Ⅱ3Fe+4CO2?4CO+Fe3O4，Fe3O4重新生成；
③CaO對Fe3O4是否起到催化作用至關重要，添加CaO時，還原產物有鐵，不添加CaO，還原產物無鐵，添加的CaO與CO2結合成CaCO3，降低了c（CO2），使過程Ⅰ中反應 4CO+Fe3O4?3Fe+4CO2平衡正向移動，所以有Fe生成，使Fe3O4催化作用更好，
故答案為：過程Ⅰ中存在平衡 4CO+Fe3O4?3Fe+4CO2，添加的CaO與CO2結合成CaCO3，降低了c（CO2），使平衡正向移動，所以有Fe生成，使Fe3O4催化作用更好．

點評 本題考查反應熱的計算和化學平衡的影響因素，綜合性較強，題目設置由易到難，掌握蓋斯定律、勒夏特列原理是解題的關鍵，題目難度中等．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

5．寫出下列反應的熱化學方程式
（1）1mol液態(tài)肼（N2H4）在氧氣中充分燃燒，生成N2（g）和液態(tài)水，放出622KJ的熱量：N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-622kJ/mol
（2）0.1molC2H2（g）完全燃燒生成液態(tài)水放出129.9KJ的熱量：C2H2（g）+$\frac{5}{2}$O2（g）=2CO2（g）+H2O（l）△H=-1299kJ/mol．
（3）1molN2（g）與足量O2（g）反應生成NO2（g），吸收68KJ熱量：N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+68kJ/mol．
（4）1gFeS2（s）完全燃燒生成Fe2O3（s）和SO2（g）放出7.1KJ的熱量：FeS2（s）+$\frac{11}{2}$O2（g）=$\frac{1}{2}$Fe2O3（s）+2SO2（g）△H=-852kJ/mol．

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

6．甲醇（CH3OH）是重要的溶劑和替代燃料，工業(yè)上用CO和H2在一定條件下制備CH3OH的反應為：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），在體積為1L的恒容密閉容器中，充人2molCO和4molH2，一定條件下發(fā)生上述反應，測得CO（g）和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．

①從反應開始到5min，用一氧化碳表示的平均反應速率v（CO）=0.3mol/（L•min）
②下列說法正確的是B（填字母序號）．
A．達到平衡時，H2的轉化率為65%
B．5min后容器中混合氣體的平均相對分子質量不再改變
C．達到平衡后，再充人氬氣，反應速率減小    D．2min前v（正）＞v（逆），2min后v（正）＜v（逆）

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

3．設NA為阿伏伽德羅常數的值，下列說法中正確的是（　�。�
A．某密閉容器中盛有0.2molSO2和0.1molO2，一定條件下充分反應，生成SO3分子數為0.2NA
B．一定條件下，2.3gNa與O2完全反應生成3.6g產物時失去的電子數為0.1NA
C．25℃時，0.1mol•L-1Na2S溶液中含有Na+的數目為0.2NA
D．將1mL5.68mol•L-1的FeCl3飽和溶液制成膠體，可得到0.00568NA個Fe（OH）3膠體

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

10．下列關于有機化合物說法正確的是（　�。�
A．C3H6Cl2有4種同分異構體
B．1，4-二甲基苯也稱為間二甲苯
C．乙烯使溴水和高錳酸鉀溶液褪色的原理相同
D．煤的干餾和石油的分餾均為物理變化

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

20．下列貢獻與中國科學家無關的是（　　）
A．創(chuàng)立侯氏制堿法B．發(fā)現青蒿素
C．合成結晶牛胰島素D．發(fā)明元素周期表

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

7．某小組為探究AgNO3溶液和不同類型鹽溶液反應的多樣性，設計如圖1實驗：
已知：AgSCN為白色難溶物；（SCN）2與鹵素單質性質相似，（SCN）2為有色物質．
（1）①中的白色沉淀是Ag2SO4．
（2）分離并洗滌①的沉淀，滴加0.5mol/L KI溶液，白色沉淀轉變?yōu)辄S色沉淀，用離子方程式解釋上述變化Ag2SO4（s）+2 I-═2Ag I（s）+SO42-．
（3）②中可能發(fā)生的離子反應有Ag++Fe2+═Ag+Fe3+，2Ag++SO42-═Ag2SO4．
（4）實驗①的設計目的探究②中白色沉淀的來源，排除②中銨根的影響．
（5）對于③中紅色褪去的原因及Ag+與SCN-反應的情況，小組進行以下分析和設計：
Ⅰ．甲同學認為，紅色褪去的原因與平衡移動原理有關，解釋為局部溶液發(fā)生反應Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3，當振蕩試管時，溶液中過量銀銀離子與硫氰根反應生成白色沉淀AgSCN，降低了硫氰根離子的濃度，上述平衡逆向進行溶液褪色．
Ⅱ．乙同學為了探究③中是否發(fā)生Ag+氧化SCN-的反應，又設計以下對比實驗（如圖2）：
現象：生成白色沉淀，長時間觀察，溶液和沉淀均未發(fā)生顏色改變．
Ⅲ．丙同學認為，理論上Ag+能夠氧化SCN-，為證明其猜想，設計如圖3實驗：
現象：電流計指針發(fā)生偏轉，a電極上產生具有金屬光澤的物質，b電極附近的溶液發(fā)生顏色變化．
丙同學的設計在證明氧化還原反應的優(yōu)點是避免氧化性、還原性離子直接接觸，發(fā)生沉淀反應引起離子濃度的降低，導致離子氧化性、還原性減弱．
（6）通過以上探究，得出AgNO3溶液和不同類型鹽溶液反應多樣性的結論是硝酸銀與不同鹽反應的類型（沉淀或氧化還原），與構成鹽的陰陽離子的種類、離子濃度、反應條件等有關．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

4．NO2是形成霧霾天氣的原因之一．
（1）重型車輛常在排氣管內噴淋尿素[CO（NH2）2]溶液，使NO2轉化為無污染物質．采用“噴淋”的目的是增大接觸面積，加快反應速率，反應的活化能不變（選填“增大”“減小”“不變”），配平該反應的化學方程式：6NO2+4CO（NH2）2=7N2+4CO2+8H2O．【已知：CO（NH2）2中N呈-3價】
6NO2+4CO（NH2）2═7N2+4CO2+8H2O
（2）以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素．已知：
①2NH3（g）+CO2（g）═NH2CO2NH4（s）△H=-l59.5KJ•mol-1
②NH2CO2NH4（s）═CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=-160.5KJ•mol-1
③H2O（l）═H2O（g）△H=+44.0KJ•mol-1
寫出CO2與NH3合成尿素和氣態(tài)水的熱化學反應方程式2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=-276.0 KJ/mol．
（3）恒溫下將1.6molNH3和0.8molCO2放入容積為8L的恒容密閉容器中，反應生成NH2CO2NH4（s），下列各項能說明反應達到平衡狀態(tài)的是ac．
a．容器內氣體壓強保持不變                 b．CO2與NH3的速率之比為1：2
c．NH2CO2NH4（s）質量保持不變      d．容器內溫度保持不變
該反應達到平衡時，測得CO2的物質的量濃度為0.05mol•L-1．則平衡時CO2的轉化率α=50%；若其他條件不變，移去少量NH2CO2NH4，CO2的轉化率不變（選填“增大”“減小”“不變”）．
（4）為減少NO2排放，可將NO2轉化為NO后通入如圖所示裝置，同時補充氣體物質A使NO全部轉化為NH4NO3，該裝置中總化學反應方程式是8NO+2NH3+7H2O=5NH4NO3．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

3．配制480mL0.5mol•L-1的硫酸銅溶液：
（1）需用膽礬（CuSO4•5H2O）的質量為62.5g．
（2）在該實驗中要用到容量瓶，使用容量瓶的第一步操作是檢查是否漏水．
（3）針對此配制過程設計了5個操作步驟：①向盛有膽礬的燒杯中加入20mL水使其溶解；②繼續(xù)往容量瓶中加水至液面接近刻度線2cm～3cm；③將硫酸銅溶液沿玻璃棒注入500mL容量瓶中；④在燒杯中加入少量的水，小心洗滌2～3次后移入容量瓶中；⑤改用膠頭滴管加水至刻度線，加蓋搖勻．正確的操作順序為①③④②⑤．
（4）上述操作中，①③都用到玻璃棒，其作用分別為攪拌、引流
（5）上述操作⑤中，如果不小心加水超過刻度線，采取的補救措施為重新配制．．

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