“富煤、貧油、少氣”是我國能源發(fā)展面臨的現(xiàn)狀。隨著能源的日益緊張，發(fā)展“煤化工”對我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整具有重要意義。下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈之一。

“潔凈煤技術(shù)”研究在世界上相當普遍，科研人員通過向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法，連續(xù)產(chǎn)出熱值很高的煤炭合成氣，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作為能源和化工原料，應(yīng)用十分廣泛。
（1）已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)            ΔH1＝－393.5 kJ·mol–1          ①
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)      ΔH2＝＋131.3 kJ·mol–1          ②
則反應(yīng)CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)，ΔH= _________kJ·mol–1。在標準狀況下，33.6 L的煤炭合成氣(設(shè)全部為CO和H2)與氧氣完全反應(yīng)生成CO2和H2O，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移______mole－。
（2）在一恒容的密閉容器中，由CO和H2合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①下列情形能說明上述反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是_______
a．體系壓強保持不變
b．密閉容器中CO、H2、CH3OH(g)3種氣體共存
c．CH3OH與H2物質(zhì)的量之比為1:2
d．每消耗1 mol CO的同時生成2molH2
②CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。

A、B兩點的平衡常數(shù)_____(填“前者”、“后者”或“一樣”)大；達到A、C兩點的平衡狀態(tài)所需的時間tA      tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
在不改變反應(yīng)物用量的情況下，為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是_____________(答出兩點即可)。
（3）工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池，是用煤炭氣(CO、H2)作負極燃氣，空氣與CO2的混合氣體為正極燃氣，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物做電解質(zhì)，以金屬鎳(燃料極)為催化劑制成的。負極的電極反應(yīng)式為：CO + H2－4e－ + 2CO32－= 3CO2+H2O；則該電池的正極反應(yīng)式為____________。

（1） －524.8 (2分)    3 (2分)
（2） ①a d (2分)
②一樣 (2分)   大于 (2分)  降溫、加壓、將甲醇從混合體系中分離出來 (2分)
（3） O2 + 4e– + 2CO2 = 2CO32– (2分)

解析試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，將兩個熱化學(xué)方程式相減，即①－②得：CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)，則ΔH=ΔH1－ΔH2＝－393.5 kJ·mol–1－131.3 kJ·mol–1＝－524.8kJ·mol–1。CO→CO2轉(zhuǎn)移2mole–，H2→H2O轉(zhuǎn)移2mole–，則1.5molCO與H2的混合氣體與O2完全反應(yīng)生成CO2和H2O時，轉(zhuǎn)移3mol電子。（2）①a、正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，當壓強不變時，說明各物質(zhì)濃度不再變化，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；b、CO、H2、CH3OH(g)3種氣體共存時，不能確定濃度是否會發(fā)生變化，即不能確定是否在一定達到平衡狀態(tài)；c、CH3OH與H2物質(zhì)的量之比為1:2，不能確定其濃度不變，因此，不能確定是否在一定達到平衡狀態(tài)；；d、當消耗1 mol CO的同時生成2molH2時，說明正逆反應(yīng)速率相等，即反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。②A、B兩點的溫度相同，所以平衡常數(shù)相等；從圖像看出，A、C兩點的轉(zhuǎn)化率相等，而C點的溫度高，反應(yīng)速率大，則到達平衡的時間短。從圖像看出，溫度降低CO的轉(zhuǎn)化率增大；該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓可使平衡向正反應(yīng)方向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大；c(CH3OH)減小，平衡也會向正反應(yīng)方向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大。（3）燃燒電池的正極為O2得電子，考慮到電池總反應(yīng)為H2和CO與O2反應(yīng)生成CO2和H2O，而負極有CO32–參與反應(yīng)，則正極應(yīng)該有CO32–生成，故正極反應(yīng)式為：O2 + 4e– + 2CO2 = 2CO32–。
考點：考查反應(yīng)熱的計算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、平衡移動原理的應(yīng)用及原電池電極反應(yīng)式的書寫，考查學(xué)生綜合分析能力及所學(xué)知識的靈活運用能力。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

工業(yè)上制備 BaC12 的工藝流程圖如圖所示：

某研究小組在實驗室用重晶石（主要成分BaSO4）對工業(yè)過程進行模擬實驗。查表得：

（1）反應(yīng)C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H =         kJ/mol
（2）過濾過程中需要使用玻璃棒，玻璃棒的作用是                               。
（3）鹽酸溶解焙燒的固體后，產(chǎn)生的氣體用過量 NaOH 溶液吸收，得到硫化鈉溶液。 Na2S 水解的離子方程式為                                            。
（4）向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,當兩種沉淀共存時， =         。[已知：
Ksp(AgBr) = 5.4×10─13 , Ksp(AgCl) = 2.0×10─10]

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

海底蘊藏著大量的“可燃冰”。用甲烷制水煤氣（CO、H2），再合成甲醇來代替日益供應(yīng)緊張的燃油。
已知：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)與CO2 (g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為    。
（2）從原料、能源利用的角度，分析反應(yīng)②作為合成甲醇更適宜方法的原因是    。
（3）水煤氣中的H2可用于生產(chǎn)NH3，在進入合成塔前常用[Cu(NH3)2]Ac溶液來吸收其中的CO，防止合成塔中的催化劑中毒，其反應(yīng)是： [Cu(NH3)2]Ac + CO + NH3  [Cu(NH3)3]Ac·CO   △H＜0
[Cu(NH3)2]Ac溶液吸收CO的適宜生產(chǎn)條件應(yīng)是    。
（4）將CH4設(shè)計成燃料電池，其利用率更高，裝置示意如下圖（A、B為多孔性石墨棒）。持續(xù)通入甲烷，在標準狀況下，消耗甲烷體積VL。0＜V≤44.8 L時，電池總反應(yīng)方程式為    。

② 44.8 L＜V≤89.6 L時，負極電極反應(yīng)為    。
③ V="67.2" L時，溶液中離子濃度大小關(guān)系為    。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

CO2和CO是工業(yè)排放的對環(huán)境產(chǎn)生影響的廢氣。
（1）以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應(yīng)如下：
①2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2CO2NH4(s)；ΔH＝－159.47 kJ·mol－1
②NH2CO2NH4(s)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)；ΔH＝a kJ·mol－1
③2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)；ΔH＝－86.98 kJ·mol－1
則a為            。
（2）科學(xué)家們提出用工業(yè)廢氣中的CO2制取甲醇：CO2+3H2CH3OH+H2O。制得的CH3OH可用作燃料電池的燃料。

①在KOH介質(zhì)中，負極的電極反應(yīng)式為_________________________________。
②作介質(zhì)的KOH可以用電解K2SO4溶液的方法制得。則KOH在_______出口得到,陽極的電極反應(yīng)式是：_____________________________________。
（3）利用CO與H2反應(yīng)可合成CH3OCH3。
已知：3H2(g) + 3CO(g)  CH3OCH3(g) + CO2(g)，ΔH＝-247kJ/mol
在一定條件下的密閉容器中，該反應(yīng)達到平衡，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是           .

A．低溫高壓；B．加入催化劑；C．體積不變充入氦氣；D．增加CO的濃度；E．分離出二甲醚
（4）CH3OCH3也可由CH3OH合成。已知反應(yīng)2CH3OH(g)  CH3OCH3(g) + H2O(g)，在某溫度下，在1L密閉容器中加入CH3OH ，反應(yīng)到10分鐘時達到平衡，此時測得各組分的濃度如下：
物質(zhì)
CH3OH
CH3OCH3
H2O
濃度/（mol·L－1）
0.01
0.2
0.2
 
①0-10 min內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH) ＝               。
②該溫度下的平衡常數(shù)為              。
③若平衡后，再向容器中再加入0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH3，此時正、逆反應(yīng)速率的大小：
v正        v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（15分）隨著大氣污染的日趨嚴重，國家擬于“十二五”期間，將二氧化硫(SO2)排放量減少8%，氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前，消除大氣污染有多種方法。
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g)    ⊿H＝ -574 kJ·mol－1
②CH4(g) +4NO(g)＝2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)   ⊿H＝-1160 kJ·mol－1
③H2O(g)＝H2O(l)     △H＝-44.0 kJ·mol－1
寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式                  。
（2）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常溫下可將SO2轉(zhuǎn)化為SO42-，從而實現(xiàn)對SO2的治理。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時，其中一個反應(yīng)的離子方程式為4Fe2+ + O2+ 4H+ ＝4Fe3+ + 2H2O，則另一反應(yīng)的離子方程式為                                 。
(3)用活性炭還原法處理氮氧化物。有關(guān)反應(yīng)為：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。某研究小組向密閉的真空容器中（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計）加入NO和足量的活性炭，恒溫(T1℃)條件下反應(yīng)，反應(yīng)進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下：

   濃度/mol·L－1

 

 
時間/min

NO
N2
CO2
0
1.00
0
0
10
0.58
0.21
0.21
20
0.40
0.30
0.30
30
0.40
0.30
0.30
40
0.32
0.34
0.17
50
0.32
0.34
0.17
 
①10min～20min以v(CO2) 表示的反應(yīng)速率為                        。
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算T1℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為   　　   （保留兩位小數(shù)）。
③一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率      （填“增大”、“不變”或“減小”） 。
④下列各項能作為判斷該反應(yīng)達到平衡的是    　　　   （填序號字母）。
A．容器內(nèi)壓強保持不變　　       B．2v正(NO)＝v逆(N2)
C．容器內(nèi)CO2的體積分數(shù)不變     D．混合氣體的密度保持不變
⑤30min末改變某一條件，過一段時間反應(yīng)重新達到平衡，則改變的條件可能是          。請在右圖中畫出30min至40min的變化曲線。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

運用化學(xué)反應(yīng)原理知識研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義。
（1）用CO可以合成甲醇。已知：
CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－764.5 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
則CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH＝________kJ·mol－1
（2）下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應(yīng)的反應(yīng)速率的是________(填寫序號)．
a．使用高效催化劑  b．降低反應(yīng)溫度
c．增大體系壓強  d．不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來

（3）在一定壓強下，容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如右圖所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②100 ℃時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝________(mol·L－1)－2；
③在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a molH2，達到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
（4）某科研小組用SO2為原料制取硫酸。
①利用原電池原理，用SO2、O2和H2O來制備硫酸，該電池用多孔材料作電極，它能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請寫出該電池的負極的電極反應(yīng)式________________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請寫出開始時陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（I）下圖是工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨的流程。

（1）吸收塔C中通入空氣的目的是                           。A、B、C、D四個容器中的反應(yīng)，屬于氧化還原反應(yīng)的是         （填字母）。
（2）已知：4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) +6H2O(g)    △H =－1266.8kJ/mol
N2(g) + O2(g) = 2NO(g)     △H =" +180.5" kJ/mol
寫出氨高溫催化氧化的熱化學(xué)方程式：                                                          
（II）某合作小組同學(xué)將銅片加入稀硝酸，發(fā)現(xiàn)開始時反應(yīng)非常慢，一段時間后反應(yīng)速率明顯加快。該小組通過實驗探究其原因。
（3）該反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________。
（4）提出合理假設(shè)。該實驗中反應(yīng)速率明顯加快的原因可能是_____________________。
A．反應(yīng)放熱導(dǎo)致溫度升高           B．壓強增大
C．生成物有催化作用              D．反應(yīng)物接觸面積增大
（5）初步探究。測定反應(yīng)過程中溶液不同時間的溫度，結(jié)果如下表：

時間/min
0
5
10
15
20
25
35
50
60
70
80
溫度/℃
25
26
26
26
26
26
26.5
27
27
27
27
 
結(jié)合實驗?zāi)康暮捅碇袛?shù)據(jù)，你得出的結(jié)論是__________________________________。
（6）進一步探究。查閱文獻了解到化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物（含中間產(chǎn)物）可能對反應(yīng)有催化作用，請完成以下實驗設(shè)計表并將實驗?zāi)康难a充完整：
實驗
編號
銅片
質(zhì)量/g
0.1mol·L-1的
硝酸體積/mL
硝酸銅
晶體/g
亞硝酸鈉
晶體/g
實驗?zāi)康?br />
①
5
20
_______
_______
實驗①和②探究_________的影響；實驗①和③探究亞硝酸根的影響。
②
5
20
0.5
0
③
5
20
0
0.5
 

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

乙醇是重要的化工原料和液體燃料，可以在一定條件下利用CO2與H2反應(yīng)制得：

請回答：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為                                 。
（2）當溫度T1>T2時，化學(xué)平衡常數(shù)K1           K2（填“>”、“<”或“=”）。
（3）在恒溫、恒容的密閉容器中，下列描述能說明上述反應(yīng)已達化學(xué)平衡狀態(tài)的是                           （填字母序號）。
a．生成1molCH3CH2OH的同時生成3 mol H2O   
b．容器中各組分濃度不隨時間而變化
c．容器中混合氣體的密度不隨時間而變化   
d．容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化
（4）在工業(yè)生產(chǎn)中，可使H2的轉(zhuǎn)化率和化學(xué)反應(yīng)速率同時提高的措施有                                     （寫出一條合理措施即可）。
（5）工業(yè)上，常以乙醇為原料生產(chǎn)乙醛。根據(jù)下圖所示信息，該反應(yīng)是            反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”），判斷依據(jù)是__________________。

（6）乙醇可以作為燃料電池的燃料。某乙醇燃料電池以乙醇為燃料，使用酸性電解質(zhì)，該電池負極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為                                           。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

Ⅰ．甲醇是一種新型的能源。
（1）合成氣（組成為H2和CO）是生產(chǎn)甲醇的重要原料，請寫出由焦炭和水在高溫下制取合成氣的化學(xué)方程式           。
（2）已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃燒熱△H分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1，則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為      ；
（3）在容積為l L的密閉容器中，由CO和H2合成甲醇。在其他條件不變的情況下，考查溫度對反應(yīng)的影響，實驗結(jié)果如下圖所示（注：T1、T2均大于300℃）；

下列說法正確的是       （填序號）

A．溫度為T1時，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)=(mol·L-1·min-1) 
B．該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的大 
C．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 
D．處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2，達到平衡時減小 
（4）在T1溫度時，將1 mol CO和2mol H2充入一密閉恒容容器中，充分反應(yīng)達到平衡后，若CO轉(zhuǎn)化率為a，則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為          ；
（5）在直接以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為堿性，負極的反應(yīng)式為        ；假設(shè)原電解質(zhì)為NaOH，且電池工作一段時間后溶質(zhì)只有Na2CO3，此時溶液中各離子濃度大小關(guān)系為          
Ⅱ．已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10，Ksp(AgBr)=7.7×10-13，Ksp(Ag2CrO4)=9×10-11。某溶液中含有C1-， Br-和CrO42-，濃度均為0.010mo1·L-1，向該溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO3溶液時，三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序為        。

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