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

(1)甲醇是一種重要的化工產(chǎn)品，可利用甲醇催化脫氫制備甲醛。甲醛與氣態(tài)甲醇轉(zhuǎn)化的能量關(guān)系如圖所示。

反應(yīng)過程中的能量關(guān)系
①甲醇催化脫氫轉(zhuǎn)化為甲醛的反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②過程Ⅰ與過程Ⅱ的反應(yīng)熱是否相同？____________原因是____________ ______________________________。
③寫出甲醇催化脫氫轉(zhuǎn)化為甲醛的熱化學(xué)反應(yīng)方程式______________ _____________________。
(2)已知：①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋ O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
下列說法正確的是________。

A．CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量
B．①反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
C．根據(jù)②推知反應(yīng)：CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)的ΔH＞－192.9 kJ·mol－1
D．反應(yīng)②的能量變化如圖所示

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)用50 mL 1.0 mol/L鹽酸跟50 mL 1.1 mol/L 氫氧化鈉溶液在如圖裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。在大燒杯底部墊碎泡沫塑料(或紙條)，使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料(或紙條)，大燒杯上用泡沫塑料板(或硬紙板)作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。試回答下列問題：

（1）本實(shí)驗(yàn)中用稍過量的NaOH的原因教材中說是為保證鹽酸完全被中和。試問：鹽酸在反應(yīng)中若因?yàn)橛蟹艧岈F(xiàn)象，而造成少量鹽酸在反應(yīng)中揮發(fā)，則測得的中和熱____________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
（2）在中和熱測定實(shí)驗(yàn)中存在用水洗滌溫度計(jì)上的鹽酸的步驟，若無此操作步驟，則測得的中和熱會____________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
（3）若用等濃度的醋酸與NaOH溶液反應(yīng)，則測得的中和熱會____________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)，其原因是_______________________________________________。
（4）該實(shí)驗(yàn)小組做了三次實(shí)驗(yàn)，每次取溶液各50 mL，并記錄下原始數(shù)據(jù)(見下表)。

實(shí)驗(yàn)序號
起始溫度t1/℃
終止溫度(t2)/℃
溫差(t2－t1)/℃
鹽酸
NaOH溶液
平均值
1
25.1
24.9
25.0
31.6
6.6
2
25.1
25.1
25.1
31.8
6.7
3
25.1
25.1
25.1
31.9
6.8
 
已知鹽酸、NaOH溶液密度近似為1.00g/cm3，中和后混合液的比熱容c＝4.18×10－3kJ/(g·℃)，則該反應(yīng)的中和熱為ΔH＝______    __。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，寫出該中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_______________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

(1)甲醇可作為燃料電池的原料。以CH4和H2O為原料,通過下列反應(yīng)來制備甲醇。
Ⅰ:CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH="+206.0" kJ·mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH="-129.0" kJ·mol-1
CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CH3OH (g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為                        。
(2)甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染,有一種電化學(xué)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+作氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置實(shí)現(xiàn)上述過程:

①寫出陽極電極反應(yīng)式:                       。
②寫出除去甲醇的離子方程式:                   。
(3)寫出以NaHCO3溶液為介質(zhì)的Al—空氣原電池的負(fù)極反應(yīng)式:               。
(4)人工腎臟可采用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素,原理如圖:

①電源的負(fù)極為   (填“A”或“B”)。
②陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為                        。
③電解結(jié)束后,陰極室溶液的pH與電解前相比將      ;若兩極共收集到氣體13.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則除去的尿素為       g (忽略氣體的溶解)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

已知單質(zhì)硫在通常條件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸氣狀態(tài)時，含有S2、S4、S6及S8等多種同素異形體，其中S4、S6和S8具有相似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：

在一定條件下，S8(s)和O2(g)發(fā)生反應(yīng)依次轉(zhuǎn)化為SO2(g)和SO3(g)。反應(yīng)過程和能量關(guān)系可用下圖簡單表示(圖中的ΔH表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。

（1）寫出表示S8燃燒熱的熱化學(xué)方程式___________________________________。
（2）寫出SO3分解生成SO2和O2的熱化學(xué)方程式_______________________________________________________________。
（3）化學(xué)上規(guī)定，拆開或形成1 mol化學(xué)鍵吸收或放出的能量稱為該化學(xué)鍵的鍵能，單位kJ·mol。若已知硫氧鍵的鍵能為d kJ·mol－1，氧氧鍵的鍵能為e kJ·mol－1，則S8分子中硫硫鍵的鍵能為____________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

(1)新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 30952012)將于2016年1月1日在我國全面實(shí)施。據(jù)此,環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)日報和實(shí)時報告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指標(biāo),為公眾提供健康指引,引導(dǎo)當(dāng)?shù)鼐用窈侠戆才懦鲂泻蜕睢?br />①汽車排出的尾氣中含有CO和NO等氣體,用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生NO的原因                                。
②汽車排氣管內(nèi)安裝的催化轉(zhuǎn)化器,可使汽車尾氣中的主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。已知:
N2(g)+O2(g)="2NO(g)" ΔH="+180.5" kJ/mol
2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ΔH="-221.0" kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH="-393.5" kJ/mol
則反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH=   kJ/mol。
(2)直接排放氮氧化物會形成酸雨、霧霾,催化還原法和氧化吸收法是常用的處理方法。利用NH3和CH4等氣體除去煙氣中的氮氧化物。已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1="a" kJ/mol;欲計(jì)算反應(yīng)CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2H2O(l)+2N2(g)的焓變ΔH2則還需要查詢某反應(yīng)的焓變ΔH3,當(dāng)反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為最簡整數(shù)比時,ΔH3="b" kJ/mol,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是                 ,據(jù)此計(jì)算出ΔH2=   kJ/mol(用含a、b的式子表示)。
(3)下表列出了工業(yè)上吸收SO2的三種方法。

方法Ⅰ
用氨水將SO2轉(zhuǎn)化(NH4)2SO3,再氧化成(NH4)2SO4
方法Ⅱ
用生物質(zhì)熱解氣(主要成分CO、CH4、H2)將SO2在高溫下還原成單質(zhì)硫
方法Ⅲ
用Na2SO3溶液吸收SO2,再經(jīng)電解轉(zhuǎn)化為H2SO4
方法Ⅱ主要發(fā)生了下列反應(yīng):
2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) ΔH="+8.0" kJ/mol
2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g)ΔH="+90.4" kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH="-566.0" kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH="-483.6" kJ/mol
則S(g)與O2(g)反應(yīng)生成SO2(g)的熱化學(xué)方程式可表示為                     。
(4)合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示,則CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)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

Ⅰ已知在常溫常壓下：①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)  △H=_1275．6kJ?mol-1
②H2O(l)═H2O(g)  △H=+44．0kJ?mol-1寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式：               。
Ⅱ．甲醇可以與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)方程式如下：
CH3OH(g) + H2O(g)  CO2(g) + 3H2(g) ；△H>0
（1）一定條件下，向體積為2L的恒容密閉容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g)，20s后，測得混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的1．2倍，則用甲醇表示該反應(yīng)的速率為　　    　 。
（2）判斷⑴中可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是（填序號）　           　。
①v正(CH3OH) = 3v逆(H2)　 ②混合氣體的密度不變　 ③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變      ④CH3OH、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化    ⑤CO2和H2的濃度之比為1:3
（3）圖中P是可自由平行滑動的活塞，關(guān)閉K，在相同溫度時，向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g)，向B容器中充入1．2molCH3OH(g) 和2．4molH2O(g)，兩容器分別發(fā)生上述反應(yīng)。 已知起始時容器A和B的體積均為aL，反應(yīng)達(dá)到平衡時容器B的體積為1．5aL，容器B中CH3OH轉(zhuǎn)化率為　　　　 　；維持其他條件不變，若打開K一段時間后重新達(dá)到平衡，容器B的體積為　　　　 L（連通管中氣體體積忽略不計(jì)，且不考慮溫度的影響）。

Ⅲ．如圖甲、乙是電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。請回答下列問題：

（1）若兩池中均盛放CuSO4溶液
①甲池中石墨棒上的電極反應(yīng)式為____________________．
②如果起始時乙池盛有200mL CuSO4溶液，電解一段時間后溶液藍(lán)色變淺，若要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，需要向溶液中加入0．8g CuO，則其電解后的pH為     （忽略溶液體積的變化）。
（2）若甲池中盛放飽和NaCl溶液，則甲池中石墨棒上的電極反應(yīng)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(jì)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(jì)成一個原電池，請寫出該原電池的負(fù)極反應(yīng)：____________________________________________________________。
（2）某實(shí)驗(yàn)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

甲醇是一種重要的可再生能源，工業(yè)上可用CO和H2合成。
（1）已知：CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g) △H＝—283 kJ·mol—1
CH3OH(l)＋3/2O2(g)＝CO2(g) ＋2H2O(l) △H＝—725kJ·mol—1
若要求得CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(l)的△H，還需要知道反應(yīng)（用化學(xué)方程式表示）                                的焓變。
（2）在Cu2O/ZnO做催化劑的條件下，將CO(g)和H2(g)充入容積為2L的密閉容器中合成CH3OH(g)，反應(yīng)過程中，CH3OH的物質(zhì)的量（n）與時間（t）及溫度的關(guān)系如圖。

根據(jù)題意回答下列問題：
①反應(yīng)達(dá)到平衡時，平衡常數(shù)表達(dá)式K＝       ；
升高溫度，K值          （填“增大”、“減小”
或“不變”）。
②在500℃，從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)＝                。
③若其它條件不變，對處于Z點(diǎn)的體系，將體積壓縮至原來的1/2，達(dá)到新的平衡后，下列有關(guān)該體系的說法正確的是           。
a．氫氣的濃度與原平衡比減少        b．正、逆反應(yīng)速率都加快
c．甲醇的物質(zhì)的量增加              d．重新平衡時n(H2) /n(CH3OH)增大
④據(jù)研究，反應(yīng)過程中起催化作用的為Cu2O，反應(yīng)體系中含少量的CO2有利于維持Cu2O的量不變，原因是：                                  （寫出相關(guān)的化學(xué)方程式并輔以必要的文字說明）。

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