近年來，以天然氣等為原料合成甲醇的難題被一一攻克，極大地促進(jìn)了甲醇化學(xué)的發(fā)展。
（1）與炭和水蒸氣的反應(yīng)相似，以天然氣為原料也可以制得CO和H2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
（2）合成甲醇的一種方法是以CO和H2為原料，其能量變化如圖所示：

由圖可知，合成甲醇的熱化學(xué)方程式為________________________________________。
（3）以CO2為原料也可以合成甲醇，其反應(yīng)原理為：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
①在lL的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，在500℃下發(fā)生反應(yīng)，測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時問變化如圖所示：

則下列說法正確的是_________________(填字母)；
A．3min時反應(yīng)達(dá)到平衡
B．0～10min時用H2表示的反應(yīng)速率為0．225mol·-1·min-1
C．CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為25％
D．該溫度時化學(xué)平衡常數(shù)為（mol/L）－2
②在相同溫度、相同容積的3個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達(dá)到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
容器
容器1
容器2
容器3
反應(yīng)物投入量（始態(tài)）
1molCO2、3molH2
0.5molCO2、1.5molH2
1molCH3OH、1molH2O
CH3OH的平衡濃度/mol?L-1
c1
c2
c3
平衡時體系壓強(qiáng)/Pa
p1
p2
p3
 
則下列各量的大小關(guān)系為c1___________c3，p2_________p3(填“大于”、“等于”或“小于”)。
（4）近年來，甲醇燃料電池技術(shù)獲得了新的突破，如圖所示為甲醇燃料電池的裝置示意圖。電池工作時，分別從b、c充入CH3OH、O2，回答下列問題：

①從d處排出的物質(zhì)是___________，溶液中的質(zhì)子移向電極__________(填“M”或“N”)；
②電極M上發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________________。
（16分、每空2分）（1）CH4＋H2OCO＋3H2
（2）CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(g) △H＝(a－b)kJ/mol （3）①BD ②等于；小于
（4）①H2O  N ②CH3OH＋H2O－6e－＝CO2↑＋6H+

試題分析：（1）反應(yīng)物是甲烷和水，生成物是一氧化碳和氫氣，根據(jù)原子生活借助于觀察法配平，反應(yīng)條件是高溫和催化劑，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式是CH4＋H2OCO＋3H2。
（2）根據(jù)根據(jù)圖像可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，因此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，其反應(yīng)熱△H＝(a－b)kJ/mol，所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(g) △H＝(a－b)kJ/mol。
（3）①A、根據(jù)圖像可知，3min后各物質(zhì)的濃度還發(fā)生變化，所以3min時該反應(yīng)未達(dá)到平衡，故A錯誤； B、根據(jù)圖像可知，在0～10min內(nèi)甲醇的濃度增加了0.75mol/L，所以根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，消耗氫氣的濃度是0.75mol/L×3＝2.25mol/L，因此0～10min時用H2表示的反應(yīng)速率＝2.25mol/L÷10min＝0.225mol/(L·min)，故B正確；C、根據(jù)圖像可知CO2的平衡轉(zhuǎn)化率＝×100%＝75%，故C錯誤； D、根據(jù)圖像和以上分析可知，平衡時c(CO2)＝0.25mol/L，c(CH3OH)＝c(H2O)＝0.75mol/L，c(H2)＝3c(CO2)＝0.75mol/L，所以該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝＝＝（mol/L）－2，D正確，答案選BD。
②根據(jù)方程式并采用一邊倒的方法可知，1molCH3OH、1molH2O完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物就是1molCO2、3molH2，因此容器1和容器3是等效平衡，所以平衡時甲醇的濃度c1等于c3；容器2相當(dāng)于在容器1的基礎(chǔ)上減小壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動，則平衡時p2 小于p3。
（4）①原電池中較活潑的金屬是負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。因此該燃料電池中，負(fù)極通入甲醇，正極通入氧氣。c電極上充入氧氣，即電極N是正極，氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，所以d出來的是水，原電池放電時，氫離子向正極N極移動。
②電極M是負(fù)極，通入的是甲醇，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，因此發(fā)生的電極反應(yīng)式為CH3OH＋H2O－6e－＝CO2↑＋6H+。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

人們已經(jīng)研制出以丙烷為燃料的新型燃料電池，電解質(zhì)為熔融碳酸鹽，電池總反應(yīng)方程式為：C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
（1）已知：2C3H8（g）+7O2（g）=6CO（g）+8H2O（l）
C（s）+O2（g）=CO2（g）            
2C（s）+O2（g）=2CO（g）           
則反應(yīng)C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（1）的△H___________________。. 
（2）該電池的正極通入O2和CO2，負(fù)極通入丙烷，則正極的電極反應(yīng)式為_________________，電池工作時CO32—移向_____________極。
（3）用該電池電解1L 1 mol·L—1的AgNO3溶液，此電解池反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________；當(dāng)該電池消耗0.005molC3H8時，所得溶液的pH為__________（溶液體積變化忽略不計）

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

已知2H2(g)+O2(g) →2H2O(l）+571.6kJ，2H2(g)+O2(g) →2H2O(g)+483.6kJ。下列說法正確的是
A．2 molH2(g)和1molO2(g)的總能量小于2mol H2O (l)的能量
B．1 mol H2O (g)分解成H2(g)和O2 (g)，吸收241.8kJ能量
C．1mol H2O (l)變成1mo1 H2O (g)，吸收88 kJ能量
D．等質(zhì)量的H2O (g)比H2O(l）所含能量低

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

(I某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。在微生物作用下，NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:

（1）1 mo1NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學(xué)方程式是   _                    。
（2）在一定條件下，向廢水中加入CH3OH，將HNO3還原成 N2，若該反應(yīng)消耗32gCH3OH轉(zhuǎn)移6mol電子，則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是_          。
(B)超音速飛機(jī)在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層�？茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)
將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學(xué)方程式如下:2NO十2CO2CO2+ N2 △H
某溫度下用氣體傳感器測得不同的時間的NO和CO濃度如下表:

請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
（1）在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的△H  0(填寫“>”、“<”、“=”)
（2）在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=              (只寫出計算結(jié)果);
（3）某同學(xué)設(shè)計了三組實(shí)驗(yàn)，分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，
部分實(shí)驗(yàn)條件如下表:

該同學(xué)畫出了表中三個實(shí)驗(yàn)條件下，混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖，請在圖上標(biāo)明各條曲線的實(shí)驗(yàn)編號;

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：計算題

研究碳及其化合物的綜合利用對促進(jìn)低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義。
（1）高溫時，用CO還原MgSO4可制備高純MgO。
①750℃時，測得氣體中含等物質(zhì)的量SO2和SO3，此時反應(yīng)的化學(xué)方程式是 _____；
②由MgO可制成“鎂——次氯酸鹽”電池，其裝置示意圖如圖1，該電池正極的電極反應(yīng)式為_________；

（2）二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向，將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為：
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g) △H＝QkJ/mol
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝_______。
②取五份等體積CO2和H2的混合氣體（物質(zhì)的量之比均為1:3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)相同時間后測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)( CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖2所示，則上述反應(yīng)的Q_____0（填“＞”“＜”或“＝”）；
③在其中兩個容器中，測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間變化如圖3所示，曲線I、II對應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K1_________K11（填“＞”“＜”或“＝”）。
（3）用H2或CO催化還原NO可以達(dá)到消除污染的目的。
已知：2NO(g)＝N2(g)＋O2(g) △H＝－180.5kJ/mol
2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g) △H＝+571.6kJ/mol
則H2(g)與NO(g)反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式是________。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

研究硫及其化合物對于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。
（1）圖Ⅰ所示一個容積為4L的密閉容器，內(nèi)有可移動的隔板。一定溫度（T）下，左室加入2 mol SO3，右室加入2 mol SO2和1 mol O2，在少量催化劑存在下分別發(fā)生反應(yīng)：

左室：
右室：
反應(yīng)達(dá)到平衡時，右室反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖Ⅱ所示。

①ΔH2＝_______（含a的數(shù)學(xué)式表示）；反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝_________L·mol－1。
②能說明兩邊反應(yīng)一定達(dá)到平衡的是______________（填序號）。
A．隔板不再移動
B．左右兩邊SO2的物質(zhì)的量相等
C．左右二室中SO2與O2物質(zhì)的量之比都是2∶1
③達(dá)平衡時，左室反應(yīng)吸收的熱量為Q1kJ，右室反應(yīng)吸收的熱量為Q2kJ，則Q1、Q2滿足的關(guān)系是_____________（填序號）。
A．Q1＝Q2
B．Q1＞Q2
C．Q1＜Q2
（2）高溫下，熾熱的Cu2S與水蒸氣反應(yīng)生成金屬銅、H2和SO2（）。
①寫出該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式_____________________________________________。
②若有1 mol Cu2S參與反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是_________mol。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法，發(fā)生的主要反應(yīng)為：
Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g） △H= －28．5 kJ·（mol－1
（1）已知：C（石墨）+CO2（g）2CO（g） △H=" +" 172．5 kJ·mol－1
則反應(yīng)：Fe2O3（S） +3C（石墨）2Fe（s）+3CO（g） △H=        kJ·mol－1
（2）冶煉鐵反應(yīng)  Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g） △H=－28．5 kJ·mol－1的平衡常數(shù)表達(dá)式K=          ，溫度降低后，K值          ．（填“增大”、“不變”或“減小”）。
（3）在ToC時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=27,在1L恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質(zhì),反應(yīng)經(jīng)過一段時間后達(dá)到平衡.
 
Fe2 O3
CO
Fe
CO2
甲容器
1．0 mol
1．0 mol
1．0 mol
1．0 mol
乙容器
1．0 mol
2．0 mol
1．0 mol
1．0 mol
 
①甲容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率為
②下列說法正確的是      （填字母）。
a．乙容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率小于甲容器
b．甲、乙容器中，CO2的平衡濃度之比為2：3
c．當(dāng)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變時，標(biāo)志反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
d．當(dāng)容器中氣體密度保持不變時，標(biāo)志反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
（4）鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)，請回答鋼鐵腐蝕與防護(hù)過程中的有關(guān)問題。
①下列哪個裝置可防止鐵棒被腐蝕   （填編號）。

②在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如圖：A電極對應(yīng)的金屬是     （寫元素名稱），B電極的電極反應(yīng)式是       。
③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因                       。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：計算題

金屬鐵用途廣泛，高爐煉鐵的總反應(yīng)為：Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g），請回答下列問題：
（1）一定溫度下，在體積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，可以判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是     。
A．密閉容器中總壓強(qiáng)不變
B．密閉容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變
C．密閉容器中混合氣體的密度不變
D．c（CO）= c（CO2）
E．Fe2O3的質(zhì)量不再變化
（2）一定溫度下，上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為3.0，該溫度下將4molCO、2molFe2O3、6molCO2、5molFe加入容積為2L的密閉容器中，此時反應(yīng)將向      反應(yīng)方向進(jìn)行（填“正”或“逆”或“處于平衡狀態(tài)”）；反應(yīng)達(dá)平衡后，若升高溫度，CO與CO2的體積比增大，則正反應(yīng)為      反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”） 。
（3）已知：3Fe2O3（s）+CO（g）2Fe3O4（s）+CO2（g） △H="–47" kJ/mol
Fe3O4（s）+CO（g）3FeO（s）+CO2（g）   △H=" +19" kJ/mol
FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g）      △H="–11" kJ/mol
則Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g）的△H=            。
（4）上述總反應(yīng)在高爐中大致分為三個階段，各階段主要成分與溫度的關(guān)系如下表：
溫度
 250℃ ～  600℃ ～  1000℃ ～  2000℃
主要成分
      Fe2O3        Fe3O4          FeO            Fe
 
800℃時固體物質(zhì)的主要成分為         ，該溫度下若測得固體混合物中m(Fe)︰m(O)=105︰32，則Fe3O4被CO還原為FeO的百分率為            （設(shè)其它固體雜質(zhì)中不含F(xiàn)e、O元素）。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。
（1） NOx能形成酸雨，寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式:_              .
（2）汽車發(fā)動機(jī)工作時會引發(fā)N2和02反應(yīng)，其能量變化示意圖如下:

①寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: _              .
②隨溫度升高，該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的變化趨勢是_              .。
（3）在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOX的排放。
①當(dāng)尾氣中空氣不足時，NOX在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：_              .
② 當(dāng)尾氣中空氣過量時，催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NOX生成鹽。其吸收能力順序如下：12MgO <2oCaO <38SrO<56BaO.原因是              .
（4）通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量，其工作原理示意圖如下:

①Pt電極上發(fā)生的是           反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。
②寫出NiO電極的電極反應(yīng)式:            .

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