题目
题型：不详难度：来源：
反应I：CH4 （g）+H2O （g）=CO （g）+3H2 （g）△H=+206.0kJ•mol-1
反应II：CO （g）+2H2 （g）=CH3OH （g）△H=-129.0kJ•mol-1
（1）CH3OH （g）和H2（g）反应生成CH4（g）与H2O（g）的热化学方程式为______．
（2）将1.0mol CH4和2.0mol H2O （ g ）通入容积固定为10L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1．
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的平均反应速率为______．
②100℃时反应I的平衡常数为______．
③可用来判断该反应达到平衡状态的标志有______．（填字母）
A．CO的含量保持不变
B．容器中CH4浓度与CO浓度相等
C．容器中混合气体的密度保持不变
D．3V正（CH4）=V逆（H2）
（3）按照反应II来生成甲醇，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示．下列说法正确的是______
A．温度：T1＞T2＞T3
B．正反应速率：ν（a）＞ν（c）； ν（b）＞ν（d）
C．平衡常数：K（a）＞K（c）； K（b）=K（d）
D．平均摩尔质量：M（a）＜M（c）； M（b）＞M（d）
（4）工业上利用甲醇制备氢气的常用方法之一为：甲醇蒸汽重整法．该法中的一个主要反应为CH3OH（g）⇌CO（g）+2H2（g），此反应能自发进行的原因是______．
（5）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化．实验室用图3装置模拟上述过程：
①写出阳极电极反应式______．
②写出除去甲醇的离子方程式______．
③若3图装置中的电源为甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池，则电池负极的电极反应式为：______．
答案
II：CO （g）+2H2 （g）=CH3OH （g）△H=-129.0kJ•mol-1
依据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ得到CH4（g）+H2O（g）=CH3OH （g）+H2（g））△H=+77kJ•mol-1
所以CH3OH （g）和H2（g）反应生成CH4（g）与H2O（g）的热化学方程式为：CH3OH （g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）△H=-77.0 kJ•mol-1
故答案为：CH3OH （g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）△H=-77.0 kJ•mol-1
（2）将1.0mol CH4和2.0mol H2O （ g ）通入容积固定为10L的反应室，在一定条件下发生反应I：图象分析可知100°C甲烷转化率为50%，依据化学平衡三段式列式
CH4 （g）+H2O （g）=CO （g）+3H2 （g）
起始量（mol） 1.0 2.0 0 0
变化量（mol） 1.0×50% 0.5 0.5 1.5
平衡量（mol） 0.5 1.5 0.5 1.5
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的平均反应速率=
| ||
| 5min |
故答案为：0.03 mol•L-1•min-1
②100℃时反应I的平衡浓度为c（CH4）=0.05mol/L，c（H2O）=0.15mol/L，c（CO）=0.05mol/L，c（H2）=0.15mol/L，
平衡常数K=
| c(CO)c3(H2) |
| c(CH4)c(H2O) |
| 0.05×0.153 |
| 0.05×0.15 |
故答案为：2.25×10-2
③CH4 （g）+H2O （g）=CO （g）+3H2 （g）
A．CO的含量保持不变，说明反应达到平衡，故A正确；
B．容器中CH4浓度与CO浓度相等，与消耗量和起始量有关反应不一定达到平衡，故B错误；
C．混合气体质量不变，体积不变，反应过程中密度不变，容器中混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡，故C错误；
D．反应速率之比等于化学方程式系数之比是正反应速率之比，3V正（CH4）=V正（H2），若3V正（CH4）=V逆（H2）说明V正（H2）=V逆（H2）说明反应达到平衡，故D正确；
故答案为：A D；
（3）A．该反应为放热反应，温度越低，CO的转化率越大，则T1＜T2＜T3，故A错误；
B．由图可知，a、c两点压强相同，平衡时a点CO转化率更高，该反应为放热反应，温度越低，CO的转化率越大，故温度T1＜T3，温度越高，反应速率越快，故υ（a）＜υ（c）．b、d两点温度相同，压强越大，反应速率越大，b点大于d点压强，则v（b）＞v（d），故B错误；
C．由图可知，a、c两点压强相同，平衡时a点CO转化率更高，该反应为放热反应，故温度T1＜T3，降低温度平衡向正反应方向移动，则K（a）＞K（c），平衡常数只与温度有关，b、d两点温度相同，平衡常数相同，则K（b）=K（d），故C正确；
D．CO转化率的越大，n总越小，由M=
| m |
| n |
故选C．
（4）甲醇蒸汽重整法．该法中的一个主要反应为CH3OH（g）⇌CO（g）+2H2（g），反应△H＞0，反应自发进行需要满足△H-T△S＜0，所以反应自发进行是因为该反应是熵增大的反应；
故答案为：该反应是一个熵增的反应，△S＞0；
（5））①、通电后，将Co2+氧化成Co3+，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2+-e-=Co3+；
故答案为：Co2+-e-=Co3+；
②、以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化，自身被还原为Co2+，结合原子守恒与电荷守恒可知，还原生成H+，配平书写离子方程式为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；
故答案为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+．；
③若3图装置中的电源为甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池，甲醇在负极失电子发生氧化反应，在碱溶液中生成碳酸盐，则电池负极的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；
故答案为：CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；
核心考点
试题【甲醇可作为燃料电池的原料．以CH4和H2O为原料，通过下列反应反应来制备甲醇．反应I：CH4 （g）+H2O （g）=CO （g）+3H2 （g）△H=+206】；主要考察你对盖斯定律等知识点的理解。[详细]
举一反三
2H2O2（l）═2H2O（l）+O2（g）△H2
2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H4
则反应1u（s）+H2O2（l）+2H+（aq）=1u2+（aq）+2H2O（l）的△H是（ ）
| A．△H=△H1+1/2△H2+1/2△H3 | B．△H=△H1+1/2△H2-1/2△H3 | ||
| C．△H=△H1+2△H2+2△H3 | D．△H=2△H1+△H2+△H3 | ||
| 研究氮及其化合物具有重要意义．请回答下列问题： （1）脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为： 2NH3（g）+N0（g）+N02（g）
（2）已知NO2和N2O4可以相互转化：2N02（g）⇌N204（g）△H＜0，现将一定量的混合气体通入一恒温密闭容器中反应，浓度随时间变化关系如图1所示．则图1中两条曲线X和Y，表示N2O4浓度变化的是______，b、c、d三点的化学反应速率大小关系是______；25min时，曲线发生图中变化，可采取的措施是______ （3）25℃时，将NH3溶于水得100mL0.1mol•L-1的氨水，测得pH=11，则该条件下，NH3•H2O的电离平衡常数Kb=______ （4）已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180kJ•mol-1 2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H=-112kJ•mol-1 2C（s）+O2（g）═2CO△H=-221kJ•mol-1 C（s）+O2（g）═CO2△H=-393kJ•mol-1 则反应4CO（g）+2NO2═4CO2（g）+N2（g）△H=______． （5）用电化学法可获得N205．如图2装置中，阳极的电极反应式为：N2O4+2HNO3-2e-═2N2O5+2H+，则该电解反应的化学方程式为______．  | |||
| 捕碳技术（主要指捕获CO2）在降低温室气体排放中具有重要的作用．目前NH3和（NH4）2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应： 反应Ⅰ：2NH3（l）+H2O（l）+CO2（g）⇌（NH4）2CO3（aq）△H1 反应Ⅱ：NH3（l）+H2O（l）+CO2（g）⇌（NH4）2HCO3（aq）△H2 反应Ⅲ：（NH4）2CO3（aq）+H2O（l）+CO2（g）⇌2（NH4）2HCO3（aq）△H3 请回答下列问题： （1）△H3与△H1、△H2之间的关系是：△H3=______． （2）为研究温度对（NH4）2CO3捕获CO2效率的影响，在某温度T1下，将一定量的（NH4）2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体（用氮气作为稀释剂），在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度．然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其它初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图（见图1）．则： ①△H3______0（填＞、=或＜）． ②在T1～T2及T4～T5二个温度区间，容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是______． ③反应Ⅲ在温度为T1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示．当时间到达t1时，将该反应体系温度上升到T2，并维持该温度．请在图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线．  （3）利用反应Ⅲ捕获CO2，在（NH4）2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有______（写出2个）． （4）下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是______． A．NH4Cl B．Na2CO3 C．HOCH2CH2OH D．HOCH2CH2NH2． | |||
| I．高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为： Fe2O3（s）+3CO（g）⇌2Fe（s）+3CO2（g）△H （1）已知：①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1 ②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2，则△H=______（用含△H1、△H2代数式表示） （2）高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=______． （3）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡． |
