（14分）化學在能源開發(fā)與利用中起著十分重要的作用。
（1）蘊藏在海底的可燃冰是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體．被稱之為“未來能源”。在25℃、101 kPa下，1g甲烷完全燃燒生成和液態(tài)水時放熱55.6 kJ。甲烷燃燒的熱化學方程式為 ______：相同條件下，356 g可燃冰（分子式為CH4·9H2O，Mr＝178）釋放的甲烷氣體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出的熱量為_______kJ。
（2）二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體，可作為一種新型能源，具有清潔、高效的優(yōu)良性能。由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制各二甲醚，其中的主要過程包括以下四個反應：
甲醇合成反應：
（Ⅰ）CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）  △H1＝－90.1kJ?mol-1
（Ⅱ）CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g） △H2＝－49.0kJ?mol-1
水煤氣變換反應：（Ⅲ）CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2 （g） △H3＝－41.1kJ?mol-1
二甲醚合成反應：（Ⅳ）2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4＝－24.5kJ?mol-1
①分析二甲醚合成反應(iv)對于CO轉化率的影響___________________________________。
②由H2和CO直接制備二甲醚（另一產(chǎn)物為水蒸氣）的熱化學方程式為：__________________。根據(jù)化學反應原理，分析增加壓強對直接制備二甲醚反應的影響_________________________________。
（3）二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點。若電解質為堿性，二甲醚直接燃料電池的負極反應為______________________，一個二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化，可以產(chǎn)生________電子的電量。
（1）2O2（g）+CH4（g）═CO2（g）+H2O（l） △H＝－889.6kJ/mol   1779.2
（2）①消耗甲醇，促進甲醇合成反應（Ⅰ）平衡右移，CO轉化率增大；生成的H2O，通過水煤氣變換反應（Ⅲ）消耗部分CO
②2CO（g）+4H2（g）＝CH3OCH3（g）+H2O（g） △H＝－204.7kJ?mol-1
該反應分子數(shù)減少，壓強升高使平衡右移，CO和H2轉化率增大，CH3OCH3產(chǎn)率增加．壓強升高使CO和H2濃度增加，反應速率增大
（3）CH3OCH3＋16OH－－12e－＝2CO32－＋11H2O；12

試題分析：（1）1g甲烷完全燃燒生成和液態(tài)水時放熱55.6 kJ，則16g甲烷即1mol甲烷完全燃燒生成和液態(tài)水時放熱55.6 kJ×16＝889.6kJ，因此甲烷燃燒的熱化學方程式為2O2（g）+CH4（g）═CO2（g）+H2O（l） △H＝－889.6kJ/mol。356 g可燃冰（分子式為CH4·9H2O，Mr＝178）中甲烷的質量是356g×＝32g，即含有2mol甲烷，所以釋放的甲烷氣體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出的熱量為889.6kJ/mol×2mol＝1779.2kJ。
（2）①二甲醚合成反應（Ⅳ）對于CO轉化率的影響，消耗甲醇，促進甲醇合成反應（Ⅰ）CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）平衡右移，CO轉化率增大；生成的H2O，通過水煤氣變換反應（Ⅲ）CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2 （g）消耗部分CO，故答案為：消耗甲醇，促進甲醇合成反應（Ⅰ）平衡右移，CO轉化率增大；生成的H2O，通過水煤氣變換反應（Ⅲ）消耗部分CO；
②Ⅰ、CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1=-90.1kJ?mol-1、Ⅳ、2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4=-24.5kJ?mol-1，依據(jù)蓋斯定律Ⅰ×2+Ⅳ得到：2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3+H2O（g） △H＝－204.7kJ?mol-1。該反應是氣體體積減小的反應，增加壓強平衡正向進行，反應速率增大，CO和H2轉化率增大，CH3OCH3產(chǎn)率增加；故答案為：2CO（g）+4H2（g）＝CH3OCH3（g）+H2O（g）△H＝－204.7kJ?mol-1；該反應分子數(shù)減少，壓強升高使平衡右移，CO和H2轉化率增大，CH3OCH3產(chǎn)率增加．壓強升高使CO和H2濃度增加，反應速率增大；
（3）原電池中負極失去電子，則二甲醚在負極發(fā)生氧化反應。若電解質為堿性，二甲醚直接燃料電池的負極反應為二甲醚失電子生成碳酸根，結合原子守恒和電荷守恒寫出電極反應為：CH3OCH3＋16OH－－12e－＝2CO32－＋11H2O； 根據(jù)負極電極反應式可知一個二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化，可以產(chǎn)生12個電子的電量。
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源：不詳 題型：單選題

下列關于熱化學反應的描述中正確的是
A．HCl和NaOH反應的中和熱△H＝－57．3kJ/mol，則H2SO4和Ca(OH)2反應的中和熱為2×（－57．3） kJ/mol
B．CO(g)的燃燒熱是283．0 kJ/mol，則表示CO燃燒熱的熱化學方程式為CO(g)＋1/2O2(g)===CO2 (g)；△H＝－283．0 kJ/mol
C．需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應
D．1 mol硫燃燒生成氣態(tài)三氧化硫所放出的熱量是硫磺的燃燒熱

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：單選題

已知：
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1
Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH＝－266 kJ·mol－1
根據(jù)以上熱化學方程式判斷，下列說法正確的是                          
A．CO的燃燒熱為283 kJ
B．下圖可表示由CO生成CO2的反應過程和能量關系
C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH>－532kJ·mol－1
D．CO(g)與Na2O2(s)反應放出549 kJ熱量時，電子轉移數(shù)為6．02×1023

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：單選題

已知反應3H2+N22NH3為放熱反應，由此推斷出 （   ）
A．氫氣和氮氣在常溫常壓下，不需要任何能量就可以迅速發(fā)生反應
B．3mol氫氣和1mol氮氣所具有的總能量低于2mol氨氣所具有的總能量
C．斷裂1molN≡N鍵和3molH—H鍵吸收的能量小于形成6molN—H鍵所放出的能量
D．氫氣和氮氣是高能極不穩(wěn)定的物質，氨氣是低能且非常穩(wěn)定的物質

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：單選題

用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=－574 kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－1160 kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) △H=－44kJ/mol。下列說法不正確的是
A．等物質的量的CH4參加反應，反應①②轉移的電子數(shù)相同
B．CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=－530 kJ/mol
C．0.2 mol CH4還原NO2至N2，且生成H2O(g)放出的熱量為164.6 kJ
D．若用4.48 L(標準狀況)CH4還原NO2至N2且生成H2O(g)，整個過程中轉移電子1.60 mol

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：填空題

(15分)（1）已知在常溫常壓下：
① 2CH3OH(l)+3O2(g)  2CO2(g)+4H2O(g)  △H=" -1275.6" kJ·mol－1
② H2O(l)     H2O(g)                   △H=" +" 44.0 kJ.mol－1
寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式                               。
（2）甲醇是一種重要的化工原料，又是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景。
方法一
CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)
方法二
CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)
工業(yè)上可用如下方法合成甲醇：
     
方法一                                      方法二
①方法一：該反應的△S      0（填“＞”或“＜”）。圖中曲線a到曲線b的措施是           
               ，恒溫恒容時，下列說法能說明反應到達平衡狀態(tài)的是            。
A.體系的平均摩爾質量不再改變                B. V(CO)= V(CH3OH)
C. H2的轉化率達到了最大限度                 D. △H不再改變
②方法二：將CO2和H2按物質的量之比1:3充入體積為2.0L的恒容密閉容器中反應，如圖兩條曲線分別表示壓強為0.1 MPa和5.0 MPa下CO2轉化率隨溫度的變化關系，其中a點的平衡常數(shù)表達式為：             ；a，b兩點化學反應速率別用Va、Vb表示，則Va       Vb（填“大于”、“小于”或“等于”）。 已知原子利用率=期望產(chǎn)物的總質量與生成物的總質量之比，則方法一的原子利用率是方法二的原子利用率的            倍(保留兩位小數(shù)).
（3）甲醇對水質會造成一定的污染，有一種電化學法可消除這種污染，其原理是通電后將Co2＋氧化成Co3＋，然后以Co3＋做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。寫出除去甲醇的離子方程式              。 

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：單選題

下列反應既是氧化還原反應又是放熱反應的是(    )
A．過氧化鈉與水反應B．氨水與稀硫酸的反應
C．灼熱的炭與CO2反應D．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl 的反應

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：問答題

（16分）尿素可作為H2O2的穩(wěn)定載體，生產(chǎn)一種固態(tài)、耐儲存、易運輸?shù)男滦脱趸瘎┖拖緞^氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]，其合成工藝流程如下：

請回答下列問題：
（1）操作I、II的名稱分別是______、_______。CO(NH2)2·H2O2分子中尿素和過氧化氫之間以________結合，其結合力較弱，具有尿素和過氧化氫雙重性質。
（2）工業(yè)上生產(chǎn)尿素所需的原料氣可由天然氣與水反應制備，已知：
①甲烷、氫氣的燃燒熱分別為890．3KJ/mol、285．8kJ/mol
②
寫出CH4與水蒸氣作用生產(chǎn)CO2和H2的熱化學方程式：_______________。
（3）合成過氧化氫尿素加入的穩(wěn)定劑可以是水楊酸、酒石酸等。酒石酸分子式為C4H6O6，其核磁共振氫譜只有3種鋒，只含羧基和羥基兩種官能團，則酒石酸的結構簡式為_____。
（4）為測定產(chǎn)品中H2O2的含量，稱取干燥樣品12．0g配成250mL溶液，取25．00mL
于錐形瓶中，加入適量硫酸酸化，用0．20mol/LKMnO4標準溶液滴定，三次滴定平均消耗KMnO4溶液20．00mL．（KMO4溶液與尿素不反應）．
①完成并配平方程式：MnO4-+    H2O2+   _________=Mn2++ O2↑+___；
②計算出產(chǎn)品中H2O2的質量分數(shù)為_______。
（5）電解尿素的廢水既可以處理廢水，又可制得純氫，電解原理如圖所示。電解池中隔膜僅阻止氣體通過，B兩極均為惰性電極。B極連接電源的____極（填
“正”或“負”），陽極電極反應方程為_____________。

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：實驗題

（2014屆河南省中原名校高三下學期第一次聯(lián)考化學試卷）
亞硝酸鈉是一種工業(yè)鹽，在生產(chǎn)、生活中應用廣泛。現(xiàn)用下圖所示儀器（夾持裝置已省略）及藥品，探究亞硝酸鈉與硫酸反應及生成氣體產(chǎn)物的成分。已知：
①NO＋NO2＋2OH-＝2NO2-＋2H2O
②氣體液化的溫度：NO2  21℃、NO －152℃

（1）為了檢驗裝置A中生成的氣體產(chǎn)物，儀器的連接順序為（從左向右連接）：A→C→_______→_______→_______；組裝好儀器后，接下來進行的操作是________________。
（2）關閉彈簧夾，打開分液漏斗活塞，滴入70％的硫酸后, A中產(chǎn)生紅棕色氣體.
①確認A中產(chǎn)生氣體含有NO，依據(jù)的現(xiàn)象是_____________________________.
②裝置E的作用是_______________________________________________________
（3）如果向D中通入過量O2,則裝置B中發(fā)生反應的化學方程式為________________.
如果沒有裝置C，對實驗結論造成的影響是______________________________。
（4）通過上述實驗探究過程，可得出裝置A中反應的化學方程式是_______________。
（5）工業(yè)生產(chǎn)中氮氧化物的排放會造成環(huán)境污染，可采用如下方法處理氮氧化物：
CH4（g）＋2NO2（g）＝N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）   △H＝－867kJ·mol-1
CH4（g）＋4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）   △H＝－1160kJ·mol-1
則CH4將NO2還原為NO的熱化學方程式為：___________________________.

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