题目内容
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 |
(1)放热 CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋161.1 kJ·mol－1
(2)①
100 L2·mol－2 ②AB
解析
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ·mol－1，测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示，请回答下列问题：
(1)已知：H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
H2(g)=H2(l) ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
O2(g)=O2(l) ΔH＝－6.84 kJ·mol－1
H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
请写出液氢和液氧反应生成气态水的热化学方程式：__________________________
电解质溶液为KOH溶液的氢氧燃料电池，其负极的电极反应式为____________________________________。
(2)如图表示373 K时，反应A(g)
2B(g)在前110 s内的反应进程。
①此反应的平衡常数表达式K＝________。
②373 K时反应进行到70 s时，改变的条件可能是________，反应进行到90 s时，改变的条件可能是________。
| A．加入催化剂 | B．扩大容器体积 | C．升高温度 | D．增大A的浓度 |
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·L－1，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·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3＝－44.0 kJ·mol－1
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：______________________________________。
氮是地球上含量丰富的—种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，
减少N 的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
(1)上图是1molNO2和1mol 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________________________________________；
又知：N2(g)+ O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180kJ/mol；2NO(g)+O2(g)＝2NO2(g) △H＝－112.3kJ/mol，则反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+ 2CO2(g)的△H＝_______________；
(2)一定温度下，在2L密闭容器中NO2和O2可发生下列反应：4NO2(g) + O2(g)2N2O5(g)。已知体系中n(NO2)随时间变化加下表：
| t(s) | 0 | 500 | 1000 | 1500 |
| n(NO2)(mol) | 20 | 13.96 | 10.08 | 10.08 |
①写出该反应的平衡常数表达式：K＝__________，己知：K300℃＞K350℃，则该反应是______热反应。
②反应达到平衡后，NO2的转化率为________________，此时若再通入一定量氮气，则NO2的转化率将___________（填“增大”、“减小”、“不变”）；
③图中表示N2O5的浓度的变化曲线是____，用O2表示从0～500 s内该反应的平均速率v＝________。
利用太阳能分解水生成的氢气，在催化剂作用下氢气与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8 kJ·mol－1、－283.0 kJ·mol－1和－726.5 kJ·mol－1。请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10 mol水消耗的能量是 kJ。
（2）液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为 。
（3） 在容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，反应式：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T1、T2均大于300 ℃)：
①可逆反应的平衡常数表达式K＝
②下列说法正确的是
| A．温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇 的平均速率为v(CH3OH)＝  mol·L－1·min－1 |
| B．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 |
| C．该反应为放热反应 |
D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时 增大 |
（4） 在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，总反应式为
2CH3OH + 3O2＝2CO2＋4H2O，则正极的反应式为 ；
负极的反应式为 。[来
（Ⅰ）甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H2化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H
已知某些化学键的键能数据如下表：
| 化学键 | C—C | C—H | H—H | C—O | C≡O | H—O |
| 键能/kJ·mol－1 | 348 | 413 | 436 | 358 | 1072 | 463 |
请回答下列问题：
（1）已知CO中的C与O之间为叁键连接，该反应的△H= ；
（2）某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应，在容积固定为2L的密闭容器内充入1molCO和2molH2，加入合适催化剂（体积可以忽略不计）后在250°C开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：
| 反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
| 压强/MPa | 12．6 | 10．8 | 9．5 | 8．7 | 8．4 | 8．4 |
则从反应开始到20min时，以CO表示的平均反应速率= ，该温度下平衡常数K= ，若升高温度则K值 （填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是 ；
A．2v(H2)正=v(CH3OH)逆
B．容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C．容器中气体的压强保持不变
D．单位时间内生成nmolCO的同时生成2nmolH2
（Ⅱ）回答下列问题：
（1）体积均为100ml pH=2的CH3COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示，则Ka(HX) ______ Ka(CH3COOH)（填＞、＜或＝）
（2）25℃时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得pH=6，则溶液中C(CH3COO?)-c(Na+)=____________mol·L-1(填精确值)。