甲烷作為一種新能源在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，請回答下列問題。
(1)高爐冶鐵過程中，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－　②變小　不變�、跜O32—�、�1.12

解析

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

大氣中的部分碘源于O3對海水中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的過程由3步反應(yīng)組成：
①I－(aq)＋ O3(g)===IO－(aq)＋O2(g)　ΔH1
②IO－(aq)＋H＋(aq)HOI(aq)　ΔH2
③HOI(aq)＋I(xiàn)－(aq)＋H＋(aq)I2(aq)＋H2O(l)　ΔH3
總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________，其反應(yīng)熱ΔH＝________。
(2)在溶液中存在化學(xué)平衡：I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)I3—(aq)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為________。
(3) 為探究Fe2＋對O3氧化I－反應(yīng)的影響(反應(yīng)體系如上圖)，某研究小組測定兩組實驗中I3—濃度和體系pH，結(jié)果見下圖和下表。

編號
反應(yīng)物
反應(yīng)前pH
反應(yīng)后pH
第1組
O3＋I(xiàn)－
5.2
11.0
第2組
O3＋I(xiàn)－＋Fe2＋
5.2
4.1
 

圖2
①第1組實驗中，導(dǎo)致反應(yīng)后pH升高的原因是_____________________________
②圖1中的A為________。由Fe3＋生成A的過程能顯著提高I－的轉(zhuǎn)化率，原因是_____________________________________________
③第2組實驗進(jìn)行18 s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2，計算3～18 s內(nèi)第2組實驗中生成I3—的平均反應(yīng)速率(寫出計算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

隨著世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的劇增，全球能源緊張及世界氣候面臨越來越嚴(yán)重的問題，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2引起了全世界的普遍重視。

（1）如圖為C及其氧化物的變化關(guān)系圖，若①變化是置換反應(yīng)，則其化學(xué)方程式可為______________________________________；
圖中變化過程哪些是吸熱反應(yīng)________（填序號）。
（2）甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上可用如下方法合成甲醇：
方法一　CO（g）＋2H2（g）??CH3OH（g）
方法二　CO2（g）＋3H2（g）??CH3OH（g）＋H2O（g）
在25℃、101 kPa下，1克甲醇完全燃燒放熱22.68 kJ，寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：_____________________________________________；
某火力發(fā)電廠CO2的年度排放量是2 200萬噸，若將此CO2完全轉(zhuǎn)化為甲醇，則理論上由此獲得的甲醇完全燃燒放熱約是________kJ（保留三位有效數(shù)字）。
（3）金屬鈦冶煉過程中其中一步反應(yīng)是將原料金紅石轉(zhuǎn)化：TiO2（金紅石）＋2C＋2Cl2高溫,TiCl4＋2CO　已知：C（s）＋O2（g）=CO2（g）　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）　ΔH＝－566 kJ·mol－1
TiO2（s）＋2Cl2（g）=TiCl4（s）＋O2（g）　ΔH＝＋141 kJ·mol－1
則TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）=TiCl4（s）＋2CO（g）的ΔH＝________。
（4）臭氧可用于凈化空氣，飲用水消毒，處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)。如：
6Ag（s）＋O3（g）=3Ag2O（s）　ΔH＝－235.8 kJ·mol－1，
已知：2Ag2O（s）=4Ag（s）＋O2（g）ΔH＝＋62.2 kJ·mol－1，
則O3轉(zhuǎn)化為O2的熱化學(xué)方程式為_________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

能源的開發(fā)利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。
Ⅰ.已知：Fe2O3(s)＋3C(s)=2Fe(s)＋3CO(g)   ΔH1＝a kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　   ΔH2＝b kJ·mol－1
4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)　   ΔH3＝c kJ·mol－1
則C的燃燒熱ΔH＝________ kJ·mol－1。
Ⅱ.(1)依據(jù)原電池的構(gòu)成原理，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計成原電池的是________(填序號)。
A．C(s)＋CO2(g)=2CO(g)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)
C．2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)
D．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)
若以熔融的K2CO3與CO2為反應(yīng)的環(huán)境，依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計成一個原電池，請寫出該原電池的負(fù)極反應(yīng)：______________________________________
_______________________________________________________________。
(2)某實驗小組模擬工業(yè)合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，開始他們將N2和H2混合氣體20 mol(體積比1∶1)充入5 L合成塔中，反應(yīng)前壓強(qiáng)為p0，反應(yīng)過程中壓強(qiáng)用p表示，反應(yīng)過程中與時間t的關(guān)系如圖所示。
請回答下列問題：

①反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志是(填字母代號)________。
A．壓強(qiáng)保持不變
B．氣體密度保持不變
C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②0～2 min內(nèi)，以c(N2)變化表示的平均反應(yīng)速率為________。
③欲提高N2的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有________。
A．向體系中按體積比1∶1再充入N2和H2
B．分離出NH3
C．升高溫度
D．充入氦氣使壓強(qiáng)增大
E．加入一定量的N2
(3)25 ℃時，BaCO3和BaSO4的溶度積常數(shù)分別是8×10－9和1×10－10，某含有BaCO3沉淀的懸濁液中，c(CO32—)＝0.2 mol·L－1，如果加入等體積的Na2SO4溶液，若要產(chǎn)生BaSO4沉淀，加入Na2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度最小是________ mol·L－1。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)前和未來的一項全球性重大課題。為解決目前燃料使用過程中的環(huán)境污染問題，并緩解能源危機(jī)，有的專家提出利用太陽能促使燃料循環(huán)使用的構(gòu)想，如圖所示：

過程Ⅰ可用如下反應(yīng)表示：
①2CO22CO＋O2�、�2H2O===2H2＋O2　③2N2＋6H2O4NH3＋3O2　④2CO2＋4H2O2CH3OH＋3O2�、�2CO＋4H2O________＋3O2
請回答下列問題：
(1)過程Ⅰ的能量轉(zhuǎn)化形式為________能轉(zhuǎn)化為________能。
(2)請完成第⑤個反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________。
(3)上述轉(zhuǎn)化過程中，ΔH1和ΔH2的關(guān)系是________。
(4)斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量見下表：

共價鍵
H—N
H—O
N≡N
O===O
斷裂1 mol化學(xué)鍵所需能量/(kJ·mol－1)
393
460
941
499
 
常溫下，N2與H2O反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為_________。

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科目：高中化學(xué) 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(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。
 
（1）上圖是1 mol NO2氣體和1 mol CO氣體反應(yīng)生成CO2氣體和NO氣體過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                     ；
已知：N2 (g)+2NO2 (g) 4NO(g)  △H=+292.3kJ·mol—1，
則反應(yīng)： 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 的△H=         ；
（2）一定溫度下，在體積為2L的恒容密閉容器中充入20 mol NO2和5 mol O2發(fā)生反應(yīng)： 4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)；已知體系中n(NO2)隨時間變化如下表：

t(s)
0
500
1000
1500
n(NO2)(mol)
20
13.96
10.08
10.08
 
①寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=            ，已知：K3000C＞K3500C，則該反應(yīng)是         反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)；
②反應(yīng)達(dá)到平衡后，NO2的轉(zhuǎn)化率為       ，若要增大NO2的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有         
A．降低溫度
B．充入氦氣，使體系壓強(qiáng)增大
C．再充入NO2
D．再充入4 mol NO2和1 mol O2
③圖中表示N2O5的濃度的變化曲線是        ，用O2表示從0~500s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=              。

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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)原理知識在工業(yè)生產(chǎn)中有重要意義。
（1） 工業(yè)生產(chǎn)可以用NH3(g)與CO2(g)經(jīng)兩步反應(yīng)生成尿素，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下：

則NH3(g)與CO2(g)反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為___________          _____。
（2）工業(yè)生產(chǎn)中用CO可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，ΔH＝－90.1 kJ·mol－1   在一定壓強(qiáng)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(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

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(dá)到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
（3）工業(yè)生產(chǎn)中用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(fù)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____          ______。

（4）工業(yè)生產(chǎn)中用氨水吸收SO2
若將等物質(zhì)的量的SO2與NH3溶于水充分反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的離子方程式       ，所得溶液呈       性。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

工業(yè)上常利用CO和H2合成可再生能源甲醇。
（1）已知CO(g)、CH3OH(l)的燃燒熱分別為283.0 kJ·mol-1和726.5 kJ·mol-1，則CH3OH(l)不完全燃燒生成CO(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式為                       。
（2）合成甲醇的方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)    ΔH <0。
在230 ℃?270 ℃最為有利。為研究合成氣最合適的起始組成比n(H2):n(CO)，分別在230 ℃、250 ℃和270 ℃進(jìn)行實驗，結(jié)果如下左圖所示。其中270 ℃的實驗結(jié)果所對應(yīng)的曲線是_____（填字母）；當(dāng)曲線X、Y、Z對應(yīng)的投料比達(dá)到相同的CO平衡轉(zhuǎn)化率時，對應(yīng)的反應(yīng)溫度與投較比的關(guān)系是                    。

（3）當(dāng)投料比為1∶1，溫度為230 ℃，平衡混合氣體中，CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為        （保留1位小數(shù)）；平衡時CO的轉(zhuǎn)化率           。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（1）請回答下列問題：
①已知：①CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)     △H= －283.0kJ·mol－1
②CH3OH(l) + 3/2O2(g) = CO2(g)+2H2O(l)  △H= －726.5kJ·mol－1  
請寫出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：____________________________________________________________________；
②已知拆開1molH－H鍵、1molCl－Cl鍵、1molH—Cl鍵分別需要的能量是436kJ、243kJ、432kJ，則反應(yīng)則反應(yīng)：H2(g)+ Cl2(g)=2HCl (g) 的△H=         。
（2）已知25℃、101 kPa下，稀的強(qiáng)酸與稀的強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的中和熱為 -57.3 kJ/mol。
①則表示稀硫酸與稀燒堿溶液中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：                       。
②測定中和熱實驗時所需的玻璃儀器有燒杯、量筒、       、               。

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