题目内容
(14 分)CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2(g)＋CH4(g)
2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：
| 物质 | CH4 | CO2 | CO | H2 |
| 体积分数 | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.4 |
②已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H="-890.3" kJ·mol－1
CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H="2.8" kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H="-566.0" kJ·mol－1
反应CO2(g)＋CH4(g)
2CO(g)＋2H2(g) 的△H＝ ；③在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如右图所示。t1～t2℃时，温度升高而CO的生成速率降低的原因是 ；
（?代表CO的生成速率，■代表催化剂的催化效率）④为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是 ；
⑤若再向容器中同时充入2.0 mol CO2、6.0 mol CH4、4.0 molCO 和8.0 molH2，则上述平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
（2）以CO2为原料可以合成多种物质。
①可降解二氧化碳聚合物是由CO2加聚而成，写出其结构简式： ；
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，CO2在铜电极上可转化为甲烷，该电极反应方程式为 。
（共14分，每空2分）（1）①64 ②+1379.3 kJ·mol－1
（2）①温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低 ②（扩体）减小压强或增大CO2的浓度 ③逆反应
（3）①
②CO2+8e－+6H2O＝CH4+8OH－
解析试题分析：（1）① CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）
起始（mol） 6 6 0 0
反应（mol） X X 2X 2X
平衡（mol） 6-X 6-X 2X 2X
由CH4的体积分数为0.1，则
=0.1，解得X=4，所以K=
=64；
②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-890.3kJ?mol-1 ①
CO（g）+H2O （g）=CO2（g）+H2 （g）△H=2.8kJ?mol-1 ②
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ?mol-1 ③
根据盖斯定律，由①+②×2-③×2得，CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）△H=-890.3kJ?mol-1+2.8kJ?mol-1×2+566.0kJ?mol-1×2=+247.3 kJ?mol-1；
③温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低；
④正反应是体积减小的可逆反应，降低压强、增大CO2的浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大；
⑤若再向容器中同时充入2.0 mol CO2、6.0 mol CH4、4.0 molCO 和8.0 molH2，则此时
＝72＞64，所以上述平衡向逆反应方向移动。
（2）①CO2的结构式为O＝C＝O，发生加聚反应得到
；
②原电池中负极失去电子，正极得到电子，因此CO2在正极发生还原反应转化为甲烷，电极反应为：CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-。
考点：考查化学反应常数、化学平衡以及原电池原理的运用
一线名师提优试卷系列答案
阳光试卷单元测试卷系列答案
7N2(g)+12H2O(g)+Q（Q＞0）。
2C（g），向容积为1L的密闭容器中加入0.050 mol A和0.025mol B，在500℃时充分反应，达平衡后测得c（C）="0.040" mol·L-1，放出热量Q1kJ。
SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1
CO(g)＋H2(g)；
H2(g)＋CO2(g)。
2NH3(g)，ΔH＜0，测得压强－时间图像如图甲，测得p2＝0.6p1，此时温度与起始温度相同，在达到平衡前某一时刻(t1)若仅改变一种条件，得到如乙图像。
CO(g)＋3H2(g)制备CO和H2。在一定条件下1 L的密闭容器中充入0.3 mol H2O和0.2 mol CH4，测得H2(g)和CH4(g)的物质的量浓度随时间变化曲线如右图所示：0～4 s内，用CO(g)表示的反应速率为____________。甲醇燃料分为甲醇汽油和甲醇柴油。工业上合成甲醇的方法很多。
（1）一定条件下发生反应：
①CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g） △H1
②2CO（g）+O2（g） ＝2CO2（g） △H2
③2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） △H3
则CO（g） + 2H2（g） 
CH3OH（g） △H＝ 。
（2）在容积为2L的密闭容器中进行反应： CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） ，其他条件不变，在300℃和500℃时，物质的量n（CH3OH）与反应时间t的变化曲线如图所示。该反应的△H 0（填>、<或=）。
（3）若要提高甲醇的产率，可采取的措施有____________（填字母）。
| A．缩小容器体积 |
| B．降低温度 |
| C．升高温度 |
| D．使用合适的催化剂 |
（4）CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4+H2O
CO+3H2，T℃时，向1 L密闭容器中投入1 mol CH4和1 mol H2O（g），5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时CH4的转化率为50% ，计算该温度下的平衡常数 （结果保留小数点后两位数字）。（5）以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：
①B极的电极反应式为 。
②若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解硫酸铜溶液，当电路中转移1mole-时，实际上消耗的甲醇的质量比理论上大，可能原因是 。
（6）25℃时，草酸钙的Ksp=4.0×10-8,碳酸钙的Ksp=2.5×10-9。向20ml碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入8.0×10-4 mol·L-1的草酸钾溶液20ml，能否产生沉淀 （填“能”或“否”）。
I．（1）在一密闭的2L的容器里充入8mol SO2和4mol 18O2，在一定条件下开始反应：2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g），2min末测得容器中有7.2mol SO2。试回答：
① 反应后18O原子存在于哪些物质中 ；
② 2min末SO3的浓度________________________；
③ 用O2的浓度变化表示该时间段内的化学反应速率_______________________。
II．某化学反应2A (g)
B(g)+D(g)在3种不同条件下进行，B和D的起始浓度为0，反应物A的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如下表：
| 实验序号 | 时间 浓度 温度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 1 | 800℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
| 2 | 800℃ | c2 | 0.92 | 0.75 | 0.63 | 0.60 | 0.60 | 0.60 |
| 3 | 820℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
根据上述数据，完成下列填空：
(1) 实验1达到平衡的时间是__________min，c2_____1.0 min·L-1(填“＜”“＞”或“＝”)。
(2)实验3比实验1的反应速率_________(填“快”或“慢”)，原因是___________________________________________________________________________。
(3) 如果2A (g)
B(g)+D(g)是一个吸热反应，那么实验3与实验1相比，在相同体积时___________吸收的热量多，理由是___________________________________________。 