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CO2和CH4是兩種重要的溫室氣體，通過CH4和CO2反應制造更高價值化學品是目前的研究目標。
（1）250℃時，以鎳合金為催化劑，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，發(fā)生如下反應：CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)。平衡體系中各組分體積分數如下表：

物質
 		CH4
 		CO2
 		CO
 		H2
 
體積分數
 		0.1
 		0.1
 		0.4
 		0.4
 
 
①此溫度下該反應的平衡常數K=     。
②已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H="-890.3" kJ·mol－1
CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H="2.8" kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H="-566.0" kJ·mol－1
反應CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) 的△H=     。
（2）以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉化成乙酸。
①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示。250～300℃時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是   。

②為了提高該反應中CH4的轉化率，可以采取的措施是   。
③將Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的離子方程式為     。
（3）以CO2為原料可以合成多種物質。
①聚碳酸酯是一種易降解的新型合成材料，它是由加聚而成。寫出聚碳酸酯的結構簡式：   。
②以氫氧化鉀水溶液作電解質進行電解，CO2在銅電極上可轉化為甲烷，該電極反應方程式為     。


（1）①64    ②+247.3 kJ·mol－1
（2）①溫度超過250℃時，催化劑的催化效率降低
②增大反應壓強或增大CO2的濃度
③3Cu2Al2O4+32H++2NO3－=6Cu2++ 6Al3++2NO↑+16 H2O
（3）①    ②CO2+8e－+6H2O=CH4+8OH－

解析試題分析：（1）①設消耗CH4物質的量為x，則平衡時CH4、CO2、CO、H2物質的量分別為(6-x)mol、(6-x)mol、2xmol、2xmol，由CH4體積分數得，解得x=4。所以K= = =64。②由蓋斯定律得△H=(-890.3+2.8×2+566×2) kJ·mol－1=+247.3kJ·mol－1。（2）①溫度升高，催化劑活性降低。②CO2(g)＋CH4(g)CH3COOH(l)，增大壓強或增大二氧化碳氣體濃度，可以提高甲烷轉化率。③Cu2Al2O4中Cu為+1價，Cu2Al2O4與硝酸生成硝酸銅、硝酸鋁、NO和水，根據得失電子相等、電荷守恒、質量守恒配平。（3）①CO2發(fā)生加聚反應時，斷裂C=O雙鍵中的鍵，聚合得。②CO2在銅電極上可轉化為甲烷，C的化合價由+4降為-4，發(fā)生還原反應，由電子和電荷守恒、質量守恒寫出電極反應式。
考點： 化學平衡常數 蓋斯定律 化學平衡移動與轉化率 離子方程式 高聚物 電極反應式的書寫

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工 農業(yè)生產、生活中有著重要作用，

（1）上圖是N2(g)和H2(g)反應生成1mol NH3(g)過程中能量變化示意圖，請寫出N2和H2反應的熱化學方程式：                                                        。
（2）若已知下列數據：

化學鍵
H－H
N≡N
鍵能/kJ·mol－1
435
943
 
試根據表中及圖中數據計算N-H的鍵能         kJ·mol－1。
（3）合成氨反應通常用鐵觸媒作催化劑。使用鐵觸媒后E1和E2的變化是：E1               ，E2______，
△H       (填“增大”、“減小”、“不變”)。
（4）用NH3催化還原NOX還可以消除氮氧化物的污染。例如
4NH3(g)+3O2(g)＝ 2N2(g)+6H2O(g) ；△H1＝akJ·mol-1
N2(g)+O2(g)＝2NO(g)；       △H2＝bkJ/mol
若1mol NH3還原NO至N2，則該反應過程中的反應熱△H3＝       kJ/mol（用含a、b的式子表示）。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（14分）氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。
（1）以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。已知：
CH4(g)＋H2O(g) ===CO(g)＋3H2(g)        ΔH＝+206.2 kJ/mol
CH4(g)＋CO2(g) ===2CO(g)＋2H2(g)       ΔH＝+247.4 kJ/mol
CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為               。
（2）硫鐵礦(FeS2)燃燒產生的SO2通過下列碘循環(huán)工藝過程既能制H2SO4，又能制H2。

已知1g FeS2完全燃燒放出7.1 kJ熱量，F(xiàn)eS2燃燒反應的熱化學方程式為      。
該循環(huán)工藝過程的總反應方程式為      。
（3）電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見圖（電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極）。電解時，陽極的電極反應式為               。

（4）用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料(用MH表示)，NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應為：
NiO(OH)＋MHNi(OH)2＋M
①電池放電時，正極的電極反應式為      。
②充電完成時，Ni(OH)2全部轉化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產生O2，O2擴散到另一個電極發(fā)生電極反應被消耗，從而避免產生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極的電極反應式為      。
（5）Mg2Cu是一種儲氫合金。350℃時，Mg2Cu與H2反應，生成MgCu2和僅含一種金屬元素的氫化物（其中氫的質量分數為0.077）。Mg2Cu與H2反應的化學方程式為           。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

1）一種新型鋰電池是將化學式為Li4Ti5O12的物質作為電池的正極材料，在放電的過程中變?yōu)榛瘜W式為Li4Ti5O12的物質。
①Li4Ti5O12中Ti元素的化合價為        ，鋰電池的突出優(yōu)點是        。
②該鋰電池是一種二次電池，放電時的負極反應式為            ，充電時的陽極反應式為        。
（2）用氧化還原滴定法測定制備得到的TiO2試樣中的TiO2的質量分數：在一定條件下，將TiO2溶解并還原為Ti3+，再以KSCN溶液作為指示劑，用NH4Fe（SO4）2標準溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
①TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化學方程式為           。
②滴定終點的現(xiàn)象是           。
③滴定分析時，稱取TiO2試樣0．2g，消耗0.1mol·L-1 NH4Fe（SO4）2櫟準溶液20ml．則TiO2的質量分數為____           。
④若在滴定終點，讀取滴定管刻度時，俯視標準溶液的液面，使其測定結果        （填“偏大”、“偏小”或“無影響”）o
（3）已知：

則TiCl4（I）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s）的△H=       KJ·mol-1。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

I．下圖表示4個碳原子相互結合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化學鍵，假如碳原子上其余的化學鍵都是與氫結合。

（1）圖中屬于烷烴的是        （填編號）；屬于烯烴的是          （填編號）；
（2）上圖中與B互為同分異構體但不屬于同種類的物質的是：       。（填編號）
II．課本“交流?研討”欄目有這樣一組數據：破壞1mol氫氣中的化學鍵需要吸收436kJ能量；破壞1/2mol氧氣中的化學鍵需要吸收249kJ的能量；形成水分子中1 mol  H—O鍵能夠釋放463kJ能量。
下圖表示氫氣和氧氣反應過程中能量的變化，請將圖中①、②、③的能量變化的數值，填在下邊的橫線上。

①           kJ；②         kJ；③          kJ。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

能源是現(xiàn)代社會發(fā)展的支柱之一。
（1）化學反應中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。
①下列反應中，屬于放熱反應的是___________（填序號）。
a. Ba（OH）2·8H2O與NH4Cl混合攪拌
b. 高溫煅燒石灰石
c. 鋁與鹽酸反應
②某同學進行如下圖所示實驗，測量稀鹽酸與燒堿溶液中和反應的能量變化。實驗表明：反應溫度升高，由此判斷該反應是_______（填“吸熱”或“放熱”）反應，其離子方程式是_______________。

（2）電能是現(xiàn)代社會應用最廣泛的能源之一。
下圖所示的原電池裝置中，其負極是_____________________，正極上能夠觀察到的現(xiàn)象是____________________________，正極的電極反應式是_________________________。
原電池工作一段時間后，若消耗鋅6.5g，則放出氣體__________g。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產，流程如下：

請回答下列問題：
（1）某科研小組研究：在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質的量，對反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol-1的影響。實驗結果如圖所示：（圖中T表示溫度，n表示物質的量）

①圖像中T2和T1的關系是：T2     T1(填“>”、“<”、“=”或“無法確定”)。
②比較在a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，N2的轉化率最高的是   (填字母)。
③要使反應后氨的百分含量最大，則在起始體系中原料投料比n(H2)/n(N2)     3（填 “>”、“<”、“=”或“無法確定”）。若容器容積恒為1 L，起始狀態(tài)n(H2)="3" mol，反應達到平衡時H2的轉化率為60%，則此條件下(T2)，反應的平衡常數K=     。（結果保留小數點后兩位）
（2）已知：N2(g)＋O2(g)2NO(g)   ΔH＝＋180.5 kJ·mol-1
2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)    ΔH＝－483.6 kJ·mol-1
今有17 g氨氣，假設其經催化氧化完全反應，生成一氧化氮氣體和水蒸氣，則該過程中所放出的熱量為     kJ。
（3）在裝置②中，NH3和O2從145℃就開始下列反應，在不同溫度和催化劑條件下生成不同產物（如下圖所示）：

溫度較低時生成   為主，溫度高于900℃時，NO產率下降的可能原因是   。

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科目：高中化學 來源： 題型：問答題

氮氧化合物是大氣污染的重要因素。
（1）汽車排放的尾氣中含NO，生成NO的反應的化學方程式為     。
（2）采取還原法，用炭粉可將氮氧化物還原。
已知： N2(g)＋O2(g)=2NO(g)        ΔH＝＋180.6 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)=CO2(g)         ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
則反應 C(s)＋2NO(g)=CO2(g)＋N2(g)  ΔH＝________kJ·mol－1。
（3）將NO2變成無害的N2要找到適合的物質G與適當的反應條件，G應為  （填寫“氧化劑”或“還原劑”）。下式中X必須為無污染的物質，系數n可以為0。
NO2 + G  N2 + H2O + nX（未配平的反應式）。
下列化合物中，滿足上述反應式中的G是   （填寫字母）。
a．NH3         b．CO2         c．SO2         d．CH3CH2OH
（4）治理水中硝酸鹽污染的方法是：
①催化反硝化法中，用H2將NO3-還原為N2，一段時間后，溶液的堿性明顯增強。則反應的離子方程式為：     。
②在酸性條件下，電化學降解NO3-的原理如下圖，電源正極為：  （選填“A”或“B”），陰極反應式為：      。

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科目：高中化學 來源： 題型：計算題

金屬鐵用途廣泛，高爐煉鐵的總反應為：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，可以判斷該反應已經達到平衡的是     。

A．密閉容器中總壓強不變
B．密閉容器中混合氣體的平均摩爾質量不變
C．密閉容器中混合氣體的密度不變
D．c（CO）= c（CO2）
E．Fe2O3的質量不再變化
（2）一定溫度下，上述反應的化學平衡常數為3.0，該溫度下將4molCO、2molFe2O3、6molCO2、5molFe加入容積為2L的密閉容器中，此時反應將向      反應方向進行（填“正”或“逆”或“處于平衡狀態(tài)”）；反應達平衡后，若升高溫度，CO與CO2的體積比增大，則正反應為      反應（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）上述總反應在高爐中大致分為三個階段，各階段主要成分與溫度的關系如下表：
溫度
 250℃ ～  600℃ ～  1000℃ ～  2000℃
主要成分
      Fe2O3        Fe3O4          FeO            Fe
 
800℃時固體物質的主要成分為         ，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            （設其它固體雜質中不含F(xiàn)e、O元素）。

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