甲烷作為一種新能源在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，請(qǐng)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O�、�1.12

解析

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（14分）近幾年來，我國中東部地區(qū)陷入嚴(yán)重的霧霾天氣，面對(duì)全球近期的氣候異常，環(huán)境問題再次成為焦點(diǎn)。非金屬氧化物的合理控制和治理是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑之一。請(qǐng)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)，回答下列問題：
Ⅰ、目前，消除氮氧化物污染有多種方法。
（1）用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4（g）+4NO2（g）＝4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g） △H＝－57kJ?mol-1
②4CH4（g）+4NO（g）＝2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H＝－1160kJ?mol-1
③H2O（g）＝H2O（l） △H＝－44.0kJ?mol-1
寫出CH4（g）與NO2（g）反應(yīng)生成N2（g），CO2（g）和H2O（l）的熱化學(xué)方程式________________。
（2）用活性炭還原法處理氮氧化物。有關(guān)反應(yīng)為：C(s)+ 2NO（g） N2（g）+CO2（g）某研究小組向恒容密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，恒溫（T℃）條件下反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下：

     濃度（mol/L）
時(shí)間（min）
 		NO
 		N2
 		CO2
 
0
 		0.100
 		0
 		0
 
10
 		0.058
 		0.021
 		0.021
 
20
 		0.040
 		0.030
 		0.030
 
30
 		0.040
 		0.030
 		0.030
 
40
 		0.032
 		0.034
 		0.017
 
50
 		0.032
 		0.034
 		0.017
 
①T℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為____________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
②30 min后改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則改變的條件可能是___________________。
③若30min后升高溫度重新達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5：3：3，則該反應(yīng)
△H_________0（填“＜”“＞”“＝”）。
Ⅱ、某科研小組為治理SO2對(duì)大氣的污染，利用煙氣中的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(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請(qǐng)寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式__________。
（2）利用Na2SO3溶液充分吸收SO2制得NaHSO3溶液。
①常溫時(shí)吸收液吸收SO2的過程中，pH隨n(SO32－)：n(HSO3－)變化關(guān)系如下表：
n(SO32－)：n(HSO3－)
 		91：9
 		1：1
 		1：91
 
pH
 		8.2
 		7.2
 		6.2
 
以下離子濃度關(guān)系的判斷正確的是
A．NaHSO3溶液中c（H+）＜c （OH-）
B．Na2SO3溶液中c（Na+）＞c （SO32-）＞c （HSO3-）＞c （OH-）＞c（H+）
C．當(dāng)吸收液呈中性時(shí)，c（Na+）＞c （HSO3-）＞c （SO32-）＞c（OH-）＝c（H+）
D．當(dāng)n(SO32－)：n(HSO3－)＝1:1時(shí)，c（Na+）=c （HSO3-）+2c （SO32-）
②然后電解該NaHSO3溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請(qǐng)寫出開始時(shí)陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式______________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

甲醇是一種用途廣泛的化工原料。
（1）工業(yè)上常用下列兩種反應(yīng)制備甲醇：
①CO(g) + 2H2(g)  CH3OH(g)               ΔH1= -90．1KJ/mol       
②CO2(g)＋ 3H2(g)  CH3OH(g)  +  H2O(l)  ΔH2  
已知：CO(g)+ H2O (g) ＝ CO2 (g) + H2 (g)     ΔH3=-41．1 KJ/mol    ③
H2O (l) ＝H2O (g)                     ΔH4=+44．0KJ/mol     ④
則ΔH2＝         
（2）實(shí)驗(yàn)室模擬用CO和H2反應(yīng)來制甲醇。在250℃下，將一定量的CO和H2投入10L的密閉容器中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度(mol?L-1)變化如下表所示：（前6min沒有改變條件）

 
2min
4min
6min
8min
…
CO
0．07
0．06
0．06
0．05
…
H2
x
0．12
0．12
0．2
…
CH3OH
0．03
0．04
0．04
0．05
…
 
①x=                     。
②250℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為：                            (不必化簡(jiǎn))。
③若6min～8min只改變了某一條件，所改變的條件是                        。
④第8min時(shí),該反應(yīng)是不是達(dá)到平衡狀態(tài)       。(填“是”或“不是”)
⑤該合成反應(yīng)的溫度一般控制在240～270℃，選擇此溫度的原因是：Ⅰ．此溫度下的催化劑活性高；Ⅱ．          。
（3）電解甲醇水溶液制氫的優(yōu)點(diǎn)是需要的電壓低，而且制得的氫氣比電解相同物質(zhì)的量的水多。寫出電解甲醇水溶液的反應(yīng)式為：陽極：                    。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

Ⅰ．在一定條件下，科學(xué)家利用從煙道氣中分離出CO2與太陽能電池電解水產(chǎn)生的H2合成甲醇，其過程如下圖所示，試回答下列問題：

（1）該合成路線對(duì)于環(huán)境保護(hù)的價(jià)值在于               。
（2）15～20%的乙醇胺（HOCH2CH2NH2）水溶液具有弱堿性，上述合成線路中用作CO2吸收劑。用離子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱堿性的原因                    。
（3）CH3OH、H2的燃燒熱分別為：△H＝－725.5 kJ/mol、△H＝－285.8 kJ/mol，寫出工業(yè)上以CO2、H2合成CH3OH的熱化學(xué)方程式：                             。
Ⅱ．將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為：
2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定壓強(qiáng)下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率見下表：

投料比[n(H2) / n(CO2)]
500 K
600 K
700 K
800 K
1.5
45%
33%
20%
12%
2.0
60%
43%
28%
15%
3.0
83%
62%
37%
22%
 
（4）該反應(yīng)的焓變△H     0，熵變△S     0（填＞、＜或＝）。
（5）用甲醚作為燃料電池原料，在堿性介質(zhì)中該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式            。
（6）若以1.12 L·min-1（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的速率向該電池中通入甲醚（沸點(diǎn)為-24.9 ℃），用該電池電解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液，通電0.50 min后，理論上可析出金屬銅  g。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

汽車尾氣中的NOx是大氣污染物之一，科學(xué)家們?cè)趪L試用更科學(xué)的方法將NOx轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)，從而減少汽車尾氣污染。
（1）壓縮天然氣（CNG）汽車的優(yōu)點(diǎn)之一是利用催化技術(shù)能夠?qū)Ox轉(zhuǎn)變成無毒的CO2和N2。
①CH4(g)＋4NO2(g) 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  △H1＜0
②CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)    △H2＜0
③CH4(g) ＋2NO2(g)N2(g) ＋CO2(g) ＋2H2O(g) △H3＝         。（用△H1和△H2表示）
（2）在恒壓下，將CH4(g)和NO2(g)置于密閉容器中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)③，在不同溫度、不同投料比時(shí)，NO2的平衡轉(zhuǎn)化率見下表：

投料比[n(NO2) / n(CH4)]
400 K
500 K
600 K
1
60%
43%
28%
2
45%
33%
20%
 
①寫出該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=         。
②若溫度不變，提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比，則K將         。（填“增大”、“減小”或“不變”。）
③400 K時(shí)，將投料比為1的NO2和CH4的混合氣體共0.04 mol，充入一裝有催化劑的容器中，充分反應(yīng)后，平衡時(shí)NO2的體積分?jǐn)?shù)        。
（3）連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)氮氧化物（NOx）的儀器動(dòng)態(tài)庫侖儀的工作原理示意圖如圖1

圖1                                    圖2
①NiO電極上NO發(fā)生的電極反應(yīng)式：                                。
②收集某汽車尾氣經(jīng)測(cè)量NOx的含量為1.12%（體積分?jǐn)?shù)），若用甲烷將其完全轉(zhuǎn)化為無害氣體，處理1×104L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）該尾氣需要甲烷30g，則尾氣中V(NO)︰V(NO2)=   
（4）在容積相同的兩個(gè)密閉容器內(nèi) (裝有等量的某種催化劑) 先各通入等量的CH4，然后再分別充入等量的NO和NO2。在不同溫度下，同時(shí)分別發(fā)生②③兩個(gè)反應(yīng)：并在t秒時(shí)測(cè)定其中NOx轉(zhuǎn)化率，繪得圖象如圖2所示：
①從圖中可以得出的結(jié)論是
結(jié)論一：相同溫度下NO轉(zhuǎn)化效率比NO2的低
結(jié)論二：在250℃-450℃時(shí)，NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，450℃-600℃時(shí)NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小
結(jié)論二的原因是                                                    
②在上述NO2和CH4反應(yīng)中，提高NO2轉(zhuǎn)化率的措施有_________。(填編號(hào))
A．改用高效催化劑     B．降低溫度     C.分離出H2O(g)       D．增大壓強(qiáng)
E．增加原催化劑的表面積   F．減小投料比[n(NO2) / n(CH4)]

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

2013年初，全國各地多個(gè)城市都遭遇“十面霾伏”，造成“陰霾天”的主要根源之一是汽車尾氣和燃煤尾氣排放出來的固體小顆粒。
汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g)+2CO(g)2CO2+N2。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí)，c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線如下圖所示。據(jù)此判斷：

（1）該反應(yīng)為       反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”）：在T2溫度下，0~2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率：v(N2)=         ；（2）當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí)，增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2，在答題卡上畫出 c(CO2)在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。
（3）某科研機(jī)構(gòu)，在t1℃下，體積恒定的密閉容器中，用氣體傳感器測(cè)得了不同時(shí)間的NO和CO的濃度（具體數(shù)據(jù)見下表，CO2和N2的起始濃度為0）。

時(shí)間/s
0
1
2
3
4
5
c(NO)/xl0-4mol L-1
10．0
4．50
2．50
1．50
1．00
1．00
c(CO)/xl0-3mol L-1
3．60
3．05
2．85
2．75
2．70
2．70
 
t1℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=              ，平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)為           。
（4）若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是      (填代號(hào)）。（下圖中v正、K、n、m分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量和質(zhì)量）

（5）煤燃燒產(chǎn)生的煙氣也含氮的氧化物，用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)+2NO2(g) = N2 (g)+CO2 (g)+2H2O(g)   △H=-867．0kJ ? mol-1
2NO2 (g) N2O4 (g)                   △H=-56．9kJ ? mol-1
H2O(g) = H2O(l)                          △H=-44．0kJ ? mol-1
寫出CH4催化還原N2O4 (g)生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(l)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

已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH="-57.3" kJ·mol-1,回答下列問題。
(1)用含20 g NaOH的稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出　　　　kJ的熱量。 
(2)用含2 mol H2SO4的稀溶液跟足量稀NaOH反應(yīng),此反應(yīng)的中和熱為　　　　　　。 
(3)如果將(1)反應(yīng)中的稀鹽酸換成稀醋酸,反應(yīng)放出的熱量　　　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)原來(1)放出的熱量。 

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

已知各破壞1 mol N≡N鍵、H—H鍵和N—H鍵分別需要吸收的能量為946 kJ、436 kJ、391 kJ。計(jì)算1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全轉(zhuǎn)化為NH3(g)的能量變化理論值為   。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

閱讀以下信息，回答問題：
（1）已知NO2、N2O4的結(jié)構(gòu)式分別為、， NO2中氮氧鍵的鍵能為466 kJ·mol－1，N2O4中N－N鍵鍵能為167 kJ·mol－1，氮氧鍵的鍵能為438.5 kJ·mol－1，寫出N2O4轉(zhuǎn)化為NO2的熱化學(xué)方程式                                                     ；
（2）某種高能充電電池使用吸收H2后的儲(chǔ)氫合金（用MH表示）作電池負(fù)極材料，NiO(OH)作正極材料，KOH溶液為電解質(zhì)溶液，負(fù)極的電極反應(yīng)為：MH＋OH－－e－= M＋H2O，電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為：Ni(OH)2＋M NiO(OH)＋MH
① 電池放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為                                         ；
② 充電完成時(shí)Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)，若繼續(xù)充電將在一個(gè)電極產(chǎn)生O2，同時(shí)擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，此時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為                     。

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