甲烷作為一種新能源在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，請(qǐng)回答下列問題：
(1)高爐冶鐵過(guò)程中，甲烷在催化反應(yīng)室中產(chǎn)生水煤氣(CO和H2)還原氧化鐵，有關(guān)反應(yīng)為：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋260 kJ·mol－1
已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)  ΔH＝－566 kJ·mol－1
則CH4與O2反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式為_______________________________
(2)如下圖所示，裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)，通過(guò)裝置Ⅱ?qū)崿F(xiàn)鐵棒上鍍銅。

①a處應(yīng)通入________(填“CH4”或“O2”)，b處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是______________________________
②電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ中溶液的pH________(填寫“變大”“變小”或“不變”，下同)，裝置Ⅱ中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度________；
③電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ溶液中的陰離子除了OH－以外還含有________(忽略水解)；
④在此過(guò)程中若完全反應(yīng)，裝置Ⅱ中陰極質(zhì)量變化12.8 g，則裝置Ⅰ中理論上消耗甲烷________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
(1)2CH4(g)＋O2(g)=2CO(g)＋4H2(g)
ΔH＝－46 kJ·mol－1
(2)①CH4　O2＋2H2O＋4e－=4OH－�、谧冃�
不變　③CO�、�1.12
(1)根據(jù)蓋斯定律，將第一個(gè)熱化學(xué)方程式乘以2，與第二個(gè)相加得2CH4(g)＋O2(g)=2CO(g)＋4H2(g)　ΔH＝－46 kJ·mol－1。
(2)由于Fe棒上鍍Cu，則    Cu棒發(fā)生氧化反應(yīng)，作陽(yáng)極，b電極作正極，a電極作負(fù)極，CH4在a處通入，O2在b處通入，由于KOH作電解質(zhì)溶液，則b極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－；電鍍過(guò)程中電解質(zhì)溶液不參與電極反應(yīng)，各離子濃度均不變；CH4燃料電池中的化學(xué)方程式為CH4＋2O2＋2KOH=K2CO3＋3H2O，可得溶液中存在CO，再由電子守恒得CH4～4Cu，則12.8 g Cu的物質(zhì)的量為0.2 mol，消耗CH4為＝0.05 mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.05 mol×22.4 L·mol－1＝1.12 L。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

（1）利用蓋斯定律可以從已經(jīng)精確測(cè)定的反應(yīng)熱效應(yīng)來(lái)計(jì)算難于測(cè)量或不能測(cè)量的反應(yīng)的熱效應(yīng)。已知：N2(g)+ 2O2(g)="=" 2NO2(g) ΔH=" +67.7" kJ·mol-1，
N2H4(g)+ O2(g)="=" N2(g)+ 2H2O(g) ΔH=" -534" kJ·mol-1。
請(qǐng)寫出氣態(tài)肼與NO2氣體完全反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵獾臒峄瘜W(xué)方程式：          。
（2）已知：N≡N的鍵能是946kJ·mol-1，H—H的鍵能為436kJ·mol-1，N—H的鍵
能為393kJ·mol-1，計(jì)算合成氨反應(yīng)生成1molNH3的△H＝       kJ·mol-1。
（3）現(xiàn)有25℃、pH＝13的Ba(OH)2溶液，
①該Ba(OH)2溶液的物質(zhì)的量濃度為________
②加水稀釋100倍，所得溶液中由水電離出c(OH－)＝____________
③與某濃度鹽酸溶液按體積比(堿與酸之比)1 : 9混合后，所得溶液pH＝11，該鹽酸溶液的pH＝________。
（4）回答醋酸與氫氧化鈉反應(yīng)的有關(guān)問題
①將等體積等物質(zhì)的量濃度的醋酸和氫氧化鈉溶液混合后，溶液呈  (填“酸性”，“中性”或“堿性”，下同)，溶液中c(Na＋)    c(CH3COO－)(填“ >” 或“＝” 或“<” )。
②pH＝3的醋酸和pH＝11的氫氧化鈉溶液等體積混合后溶液呈  ，溶液中c(Na＋)
    c(CH3COO－) .
③物質(zhì)的量濃度相同的醋酸和氫氧化鈉溶液混合后，溶液中醋酸根離子和鈉離子濃度相等，則混合后溶液呈       ，醋酸體積        氫氧化鈉溶液體積。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

大氣中的部分碘源于O3對(duì)海水中I-的氧化。將O3持續(xù)通入NaI溶液中進(jìn)行模擬研究. 
（1）O3將I-氧化成I2的過(guò)程由3步反應(yīng)組成：
①I-（aq）+ O3（g）= IO-(aq)+O2（g）△H1
②IO-（aq）+H+(aq) HOI(aq) △H2
③HOI(aq) + I-(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l)  △H3
總反應(yīng)的化學(xué)方程式為__       ____，其反應(yīng)△H=___    ___
（2）在溶液中存在化學(xué)平衡：I2(aq) + I-(aq) I3-(aq)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為_______.
（3）為探究Fe2+ 對(duì)O3氧化I-反應(yīng)的影響（反應(yīng)體如左圖），某研究小組測(cè)定兩組實(shí)驗(yàn)中I3-濃度和體系pH，結(jié)果見右圖和下表。
    

①第1組實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)致反應(yīng)后pH升高的原因是_______。
②圖13中的A為__  ___，由Fe3+生成A的過(guò)程能顯著提高Ⅰ-的轉(zhuǎn)化率，原因是               。
③第2組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行18s后，I3-濃度下降。導(dǎo)致下降的直接原因有（雙選）______。
A．c(H+)減小B．c(I-)減小C．I2(g)不斷生成D．c(Fe3+)增加
（4）據(jù)圖14，計(jì)算3-18s內(nèi)第2組實(shí)驗(yàn)中生成I3-的平均反應(yīng)速率（寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

甲烷作為一種新能源在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，請(qǐng)回答下列問題：
高爐冶鐵過(guò)程中，甲烷在催化反應(yīng)室中產(chǎn)生水煤氣(CO和H2)還原氧化鐵，有關(guān)反應(yīng)為：
CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋260 kJ/mol
已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH＝－566 kJ/mol
則CH4與O2反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式為                                 。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重，“節(jié)能減排”，減少全球溫室氣體排放，研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具體有重要意義。
（1）如圖是在101 kPa，298K條件下1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成1mol CO2和1mol NO過(guò)程中的能量變化示意圖。

已知：

請(qǐng)寫出NO與CO反應(yīng)生成無(wú)污染氣體的熱化學(xué)方
程式：                             。
（2）將0.20 mol N02和0.10 mol CO充入一個(gè)容積恒定為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，在不同條件下，反應(yīng)過(guò)程中部分物質(zhì)的濃度變化狀況如圖所示。

①下列說(shuō)法正確的是          （填序號(hào)）。
a．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到乎衡
b．當(dāng)向容器中再充人0． 20 mol NO時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，K增大
c．升高溫度后，K減小，N02的轉(zhuǎn)化率減小
d．向該容器內(nèi)充人He氣，反應(yīng)物的體積減小，濃度增大，所以反應(yīng)速率增大
②計(jì)算產(chǎn)物NO在0～2 min內(nèi)平均反應(yīng)速率v（NO）=         mol·L-1·min-1
③第4 min時(shí)改變的反應(yīng)條件為      （填“升溫’’、“降溫’’）。
④計(jì)算反應(yīng)在第6 min時(shí)的平衡常數(shù)K=      。若保持溫度不變，此時(shí)再向容器中充人CO、NO各0．060 mol，平衡將           移動(dòng)（填“正向”、“逆向”或“不”）。
（3）有學(xué)者想以如圖所示裝置用原電池原理將SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料。其負(fù)極反應(yīng)式為       ，當(dāng)有0.25 mol SO2被吸收，則通過(guò)質(zhì)子（H+）交換膜的H+的物質(zhì)的量為     mol。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

2013年霧霾天氣多次肆虐我國(guó)中東部地區(qū)。其中汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g)+2CO2CO2(g)+N2(g)
①對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分（B）的平衡壓強(qiáng)（PB）代替物質(zhì)的量濃度（CB）也可以表示平衡常數(shù)（記作KP），則該反應(yīng)的KP=-                。
②該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的ΔH            0。（選填“>”、“<”）
③在某一絕熱、恒容的密閉容器中充入一定量的NO、CO發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得正反應(yīng)的速率隨時(shí)間變化的曲線如圖所示（已知：t2 --tl=t3－t2）。

則下列說(shuō)法不正確的是         。（填編號(hào)）
A．反應(yīng)在c點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)
B．反應(yīng)速率a點(diǎn)小于b點(diǎn)
C．反應(yīng)物濃度a點(diǎn)大于b點(diǎn)
D．NO的轉(zhuǎn)化率：tl～t2>t2～t3
（2）煤的綜合利用、使用清潔能源等有利于減少環(huán)境污染。合成氨工業(yè)原料氣的來(lái)源之一水煤氣法，在催化劑存在條件下有下列反應(yīng)：
①
②
③
①△H3和△H1、△H2的關(guān)系為△H3=            。
②在恒溫條件下，將l mol CO和1 mol H2O（g）充入某固定容積的反應(yīng)容器，達(dá)到平衡時(shí)有50%的CO轉(zhuǎn)化為CO2。在tl時(shí)保持溫度不變，再充入1 mol H2O（g），請(qǐng)?jiān)趫D中畫出tl時(shí)刻后H2的體積分?jǐn)?shù)變化趨勢(shì)曲線。

③甲醇汽油可’以減少汽車尾氣對(duì)環(huán)境的污染。
某化工廠用水煤氣為原料合成甲醇，恒溫條件下，在體積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)到達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得CO、H2、CH3OH分別為1 mol、1 mol、1 mol，容器的體積為3L，現(xiàn)往容器中繼續(xù)通人3 mol CO，此時(shí)v（正）         v（逆）（選填‘‘>”、“<’’或“=”），判斷的理由        。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

目前，“低碳經(jīng)濟(jì)”備受關(guān)注，CO2的產(chǎn)生及有效開發(fā)利用成為科學(xué)家研究的重要課題。試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決下列問題：
（1）已知某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為：它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為：__  ___
（2）—定條件下，將C(s)和H2O(g)分別加入甲、乙兩個(gè)密閉容器中，發(fā)生（1）中反應(yīng)：其相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：
容器
容積/L
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol[
達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
C(s)
H2O(g)
H2(g)
甲
2
T1
2
4
3.2
8
乙
1
T2
1
2
1,2
3
 
①T10C時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______
②乙容器中，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到1.5min時(shí)，H2O(g)的物質(zhì)的量濃度_______ (填選項(xiàng)字母）。
A．="0.8" mol·L-1    B．=1.4 mol·L-1    C．<1.4 mol·L-1    D．>1.4 mol·L-1
③丙容器的容積為1L，T1℃時(shí)，按下列配比充入C(s)、H2O(g)、CO2(g)和H2(g)， 達(dá)到平   衡時(shí)各氣體的體積分?jǐn)?shù)與甲容器完全相同的是_______(填選項(xiàng)字母）。
A.0.6 mol、1.0 mol、0.5 mol、1.0 mol  
B． 0.6 mol、2.0 mol、0 mol、0 mol
C.1.0 mol、2.0 mol、1.0 mol、2.0 mol      
D． 0.25 mol、0.5 mol、0.75 mol、1.5 mol
（3）在一定條件下，科學(xué)家利用從煙道氣中分離出CO2與太陽(yáng)能電池電解水產(chǎn)生的H2合成甲醇，已知CH3OH、H2的燃燒熱分別為：△H＝－725.5kJ/mol、△H＝－285.8kJ/mol，寫出工業(yè)上以CO2、H2合成CH3OH的熱化學(xué)方程式：                              。
（4）將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為：
2CO2(g）+ 6H2(g）CH3OCH3(g）+ 3H2O(g)
已知一定壓強(qiáng)下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率見下表：
投料比[n(H2）/ n(CO2)]
500 K
600 K
700 K
800 K
1.5
45%
33%
20%
12%
2.0
60%
43%
28%
15%
3.0
83%
62%
37%
22%
 
①該反應(yīng)的焓變△H  0，熵變△S___0（填＞、＜或＝）。
②用甲醚作為燃料電池原料，在堿性介質(zhì)中該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式              。若以1.12 L·min-1（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的速率向該電池中通入甲醚（沸點(diǎn)為-24.9 ℃），用該電池電解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液，通電0.50 min后，理論上可析出金屬銅        g。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

已知各破壞1 mol N≡N鍵、H—H鍵和N—H鍵分別需要吸收的能量為946 kJ、436 kJ、391 kJ。計(jì)算1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全轉(zhuǎn)化為NH3(g)的能量變化理論值為   。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

2013年初,霧霾天氣多次肆虐我國(guó)中東部地區(qū)。其中,汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。
(1)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí),c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線,如圖所示。

據(jù)此判斷:
①該反應(yīng)的ΔH　　0(填“>”或“<”)。 
②在T2溫度下,0～2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=　　　　。 
③當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí),增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2,在上圖中畫出c(CO2)在T1、S2條件下達(dá)到平衡過(guò)程中的變化曲線。
④若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是　　　　(填代號(hào))。 


(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。
①煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)     ΔH1="-867" kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g)   ΔH2="-56.9" kJ/mol
寫出CH4(g)催化還原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式:　                 。 
②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用,可達(dá)到低碳排放的目的。如圖是通過(guò)人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為　                   。 

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