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【原创】CO、CO2、H2、H2O、CH4等物质是常见的基础化学物质,这些物质与人类的生产、生活有密切关系。科研人员深入研究这些物质,应用它们合成CH3OH、CH3CH2OH、CH3OCH3等已经实现。
(1)实现反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)  △H,对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义。
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)   △H=—566kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   △H=—484kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)   △H=—802kJ/mol
则反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的△H=________;
(2)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。

①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI_____K(填“>”或“=”或“<”);
②一定温度下,此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态依据的是_____。
a.容器中压强不变                        b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH)                     d.2个C=O断裂的同时有6个H—H断裂
③若在一定温度时,将lmol CO2和2mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应5min后达到平衡,CO2的转化率为60%,则用氢气表示的反应速率为_________,该温度下的平衡常数为_________;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.增加CO2的量
c.充入He,使体系总压强增大
d.按原比例再充入CO2和H2
(3)某甲醇燃料电池原理如图所示:,则N电极是______极(填“正”或“负”),M区发生反应的电极反应式为_______________________________。

科目 化学   题型 填空题   难度 中等
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25 ℃时,在体积为2 L的密闭容器中,气态A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图1所示,已知达到平衡后,降低温度,A的转化率将增大。

t2~t3
t4~t5
t5~t6
t7~t8
K1
K2
K3
K4


(1)根据图1数据,写出该反应的化学方程式:__________________。此反应的平衡常数表达式K=___,从反应开始到第一次平衡时的平均速率v(A)为___。
(2)在5~7 min内,若K值不变,则此处曲线变化的原因是__________。
(3)如图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图,各阶段的平衡常数如表所示。K1、K2、K3、K4之间的关系为________(用“>”、“<”或“=”连接)。A的转化率最大的一段时间是________。

CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃时,分别将0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密闭容器中发生反应,测得有关数据如下表:

实验
编号
温度
时间/min
0
10
20
40
50
1
130 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
2
180 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18

0.15


(1)开展实验1和实验2的目的是______________________________。
(2)180 ℃时,反应到40 min,体系________(填“是”或“否”)达到平衡状态,理由是__________________________;
CH4的平衡转化率为________。
(3)已知130 ℃时该反应的化学平衡常数为6.4,试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下,反应时间t与转化率α(NO2)的关系如图所示,请在图像中画出180 ℃时,压强为p2(设压强p2>p1)的变化曲线,并做必要的标注。

(5)根据已知求算:ΔH2=________。
CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol1
CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2

氨是最重要的化工产品之一。
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如下图所示。

反应①②③为________反应(填“吸热”或“放热”)。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为___________。
(2)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。
①某温度下,向容积为10 L的密闭容器中通入2 mol NH3和1 mol CO2,反应达到平衡时CO2的转化率为50%。该反应的化学平衡常数表达式为K=______。该温度下平衡常数K的计算结果为_____。
②为进一步提高CO2的平衡转化率,下列措施中能达到目的的是________。

A.提高NH3的浓度 B.增大压强
C.及时转移生成的尿素 D.使用更高效的催化剂

甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度
250 ℃
300 ℃
350 ℃
K
2.041
0.270
0.012


由表中数据判断,ΔH1______0(填“>”、“=”或“<”)。
③某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2 mol·L1,则CO的转化率为________,此时的温度为________(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1 275.6 kJ·mol1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol1
③H2O(g)===H2O(l) ΔH3=-44.0 kJ·mol1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:__________。

白磷、红磷是磷的两种同素异形体,在空气中燃烧得到磷的氧化物,空气不足时生成P4O6,空气充足时生成P4O10
(1)已知298 K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s)ΔH1=-2 983.2 kJ·mol1
P(s,红磷)+O2(g)===P4O10(s) ΔH2=-738.5 kJ·mol1
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为________________。
(2)已知298 K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s,白磷)+3O2(g)===P4O6(s)
ΔH=-1 638 kJ·mol1。在某密闭容器中加入62 g白磷和50.4 L氧气(标准状况),控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为________,反应过程中放出的热量为________。
已知白磷和PCl3的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能
(kJ·mol1):P—P 198,Cl—Cl 243,P—Cl 331。

则反应P4(s,白磷)+6Cl2(g)===4PCl3(s)的反应热ΔH=________。

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