（14分）甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。(1)将1 mol CH4和2 mol H2O(g)通入反应 - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

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（14分）甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。
(1)将1 mol CH₄和2 mol H₂O(g)通入反应室（容积为100L），并在一定条件下发生如下反应：CH₄(g)+H₂O(g)

CO(g)+3H₂(g)……Ⅰ
测得CH₄的转化率与温度、压强的关系如图。

①当压强为P₁，温度为100℃时达到平衡所需的时间为5min。则用H₂表示0～5min内的平均反应速率为______。
②图中的P₁_________P₂（填“<”、“>”或“＝”）。
③100℃时该反应的平衡常数为______________。
④在其它条件不变时降低温度，反应Ⅰ的逆反应速率将________(填“增大” “减小”或“不变”)，反应_________移动（填“向正方向”、“向逆方向”或“不”）。
（2）在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇，其反应如下：CO(g)+2H₂(g)

CH₃OH(g)……Ⅱ
①则该反应的△H________0，△S_________0(填“<”、“>”或“＝”)。
②若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是___________。
A．升高温度 B．将CH₃OH(g)从体系中分离 C．充入He，使体系总压强增大
③为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。

实验编号	T(℃)	n (CO)/n(H₂)	P(MPa)
ⅰ	150	1/3	0.1
ⅱ			5
ⅲ	350		5

答案

（1）①0.003mol·L^-1·min^-1 ②< ③2.25×10^－⁴④减少向逆反应方向（2）①< < ②B ③

实验编号	T(℃)	n (CO)/n(H₂)	P(MPa)
ⅰ
ⅱ	150	1/3
ⅲ		1/3

解析

(1)①当压强为P₁，温度为100℃时用H₂表示0～5min内的平均反应速率为0.003mol·L^-1·min^-1
②在相同温度下，P₁甲烷的转化率大于P₂甲烷的转化率，对于此可逆反应，增大压强，平衡左移，甲烷的转化率降低，所以，图中的P₁<P₂
③根据可逆反应三步走，计算出平衡时各物质的浓度，让平衡时生成物浓度幂的乘积除以反应物浓度幂的乘积，可求出平衡常数K=2.25×10^－⁴
④降低温度，反应Ⅰ的逆反应速率将减小，根据图像，升温，甲烷的转化率增大，平衡右移，正反应是吸热反应，所以，降温，平衡向逆反应方向移动。
（2）则该反应的△H<0，△S<0
②增加甲醇产率的是使平衡左移，能左移的只有B。
③填入的条件如下：

实验编号	T(℃)	n (CO)/n(H₂)	P(MPa)
ⅰ
ⅱ	150	1/3
ⅲ		1/3

核心考点

试题【（14分）甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O为原料来制备甲醇。(1)将1 mol CH4和2 mol H2O(g)通入反应】；主要考察你对化学反应与能量等知识点的理解。[详细]

举一反三

已知热化学方程式：2H₂(g)＋O₂(g)===2H₂O(g)　ΔH₁＝－483．6 kJ/mol，则对于热化学方程式：2H₂O(l)===2H₂(g)＋O₂(g)　ΔH₂，下列说法正确的是

A．热化学方程式中化学计量数表示分子个数

B．该反应的ΔH₂＝+483．6 kJ/mol

C．|ΔH₂|<|ΔH₁|

D．|ΔH₂|>|ΔH₁|

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一定条件下，用甲烷可以消除氮氧化物（NO_x）的污染。已知：
①CH₄(g)+4NO₂(g) ===4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　ΔH="-574" kJ·mol^-1
②CH₄(g)+4NO(g) ===4N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　ΔH="-1160" kJ·mol^-1
下列说法正确的是

A．反应CO₄(g)+2NO₂(g) ===N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(l)的ΔH="-867" kJ·mol^-1

B．若用CH₄还原0.2mol NO₂至N₂，在上述条件下放出的热量为173.4 kJ

C．若用CH₄还原l mol NO_x为N₂的过程中，若x=1.6，则生成0.4mol CO₂

D．若用标准状况下2.24LCH₄还原NO_x至N₂，整个过程中转移电子0.4 mol

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利用化学反应原理研究生产、生活中的实际问题具有十分重要的意义：
（Ⅰ）氮气和氢气合成氨是化学工业中极为重要的反应，其热化学方程式可表示为：N₂(g)＋3H₂(g)

2NH₃(g)　ΔH＝－92 kJ·mol^－¹。请回答下列问题：
(1)取1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量＿＿＿＿＿92 kJ(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是＿＿＿＿＿＿＿；若加入催化剂，ΔH　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)已知：分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H—H键需要吸收的能量为：946 kJ、436 kJ，则破坏1 mol N—H键需要吸收的能量为＿＿＿＿＿＿kJ。
(3)N₂H₄可视为：NH₃分子中的H被—NH₂取代的产物。发射卫星用N₂H₄(g)为燃料，NO₂为氧化剂生成N₂和H₂O(g)。
已知：N₂(g)＋2O₂(g)===2NO₂(g)  ΔH₁＝＋67．7 kJ·mol^－¹
N₂H₄(g)＋O₂(g)===N₂(g)＋2H₂O(g)  ΔH₂＝－534 kJ·mol^－¹。
则：1 mol N₂H₄完全反应的热化学方程式为                                 。
（Ⅱ）某铅蓄电池的正、负极标记被磨损。试用下图装置设计实验，识别出此铅蓄电池的正负极。

(1)若A接E，B接F，而B电极出现     ，反应式为                         ，则说明F为正极；
（2）若铅蓄电池工作时（放电），其E所在电极的电极反应式为：             ，充电时该极与外加电源的    极相连。
（3）若用该电池电解Cu(NO₃)₂溶液，其电解方程式为
若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗的PbO₂的物质的量是       ；要想CuSO₄溶液恢复原样，需加入的物质是          ,质量为

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化学能的转化在现实生活中得到了广泛的利用。回答以下问题：
（Ⅰ）(1)在25℃、101kPa下，1g甲烷完全燃烧生成CO₂和液态H₂O，放出55 kJ的热量，写出表示甲烷燃烧的热化学方程式：                                   。
(2)2Zn（s）+O₂（g）=2ZnO（s） ΔH₁=" —702" kJ/mol
2Hg（l）+O₂（g）=2HgO（s） ΔH₂=" —182" kJ/mol
由此可知ZnO（s）+Hg（l）= Zn（s）+HgO（s） △H₃=          。
（3）20世纪30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态。下图是NO₂和CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式：

（Ⅱ）下图为相互串联的甲乙两个电解池：

请回答：
（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则：
A极是　　　极，材料是          ，电极反应为　　　　　　　　　　，
B极是　　　极，材料是          ，电极反应为　　　　　　　　　　，
电解质溶液为　　　　　　　　。
（2）乙池中若滴入少量酚酞试液，开始一段时间后，Fe极附近呈　　　　　色。
（3）若甲槽阴极增重12．8g，则乙槽阳极放出气体在标准状况下的体积
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）同时若乙槽剩余液体为400mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为
__   　　　 _____。

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(4分)氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241．8KJ，已知氢气中H-H键能为436kJ/mol,氧气分子O=O键能为498 kJ/mol，则水分子中O-H键的键能为 kJ/mol 。若1 g水蒸气转化成液态水时放热2．5 kJ，则反应H₂(g) + 1/2O₂(g) == H₂O(l)的△H= kJ/mol

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