摘要:3.如图所示.能适用于可逆反应3H2(g)+N2(g) 2NH3(g),ΔH<0的是的是( )

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甲醇是基础有机化工原料和新型清洁燃料,广泛用于制造各种燃料电池。工业上以甲烷和水蒸气为原料制备甲醇,反应过程如下。
反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1
反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
(1)如图是反应1进行过程中的能量变化示意图。根据图象判断,升高温度,反应I的平衡常数将____________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。反应I的逆反应的活化能为___________(用含E1、E2的表达式表示)
(2)已知在催化剂和一定压强下,反应?能自发进行。若保持容器容积不变,下列措施可增加该反应中CO转化率的是___________(填字母)。
A.适当降低温度
B.将甲醇从反应体系中分离出来
C.充入He,使体系总压强增大
D.按原比例再充入CO和H2
(3)一种甲醇燃料电池以多孔石墨为电极,一极通入甲醇蒸气,另一极通入氧气,电解质溶液为4L 1 moI/L的KOH溶液。当有3 mol甲醇放电时,电解质溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序为_________________
(4)下图甲是一种甲醇燃料电池的结构示意图,甲醇提供质子和电子,电子经外电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为2CH3OH+3O22CO2+4H2O。
①M电极的电极反应式为______________________________。
②以上述电池做电源,用乙图所示装置,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现Al电极附近逐渐变浑浊并有气泡逸出,原因是(用离子方程式表示):______________。Al电极应接燃料电池的___________(填“M”或“N”)极。
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氮是大气中含量最多的气体,研究氮及其化合物对人类有重要的意义.
(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2?2NH3△H=-92.4kJ/mol
①将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,平衡时测得N2为0.1mol,H2为0.3mol,NH3为0.1mol.该条件下H2的转化率为______.此温度下该反应的平衡常数K=______
②欲提高H2的转化率,下列措施可行的是______.
a.向容器中按原比例再充入原料气
b.向容器中再充入惰性气体
c.改变反应的催化剂
d.液化生成物分离出氨
(2)在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H<0体系中,各成分浓度随时间的变化如图1所示:
①用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=______.
②能说明该反应已经达到平衡状态的是______.
a.v(NO2)=2v(O2
b.容器内压强保持不变
c.v(NO)=2v(O2
d.容器内的密度保持不变
③为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是______.
a.及时分离出NO2气体
b.适当升高温度
c.增大O2的浓度
d.选择高效的催化剂
(3)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体
4CO(g)+2NO2(g)?4CO2(g)+N2(g)△H=-1200kJ?mol-1对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,图2中图象(甲、乙、丙)正确的是______(填代号)
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利用太阳能分解水产生H2,在催化剂作用下H2与CO2反应合成CH3OH,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1、CH3OH(l)+ 3/2O2(g)= CO2 (g)+ 2H2O(l) ΔH=-726.5 kJ·mol-1、CO(g) +1/2O2(g)= CO2 (g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
请回答下列问题:
⑴用太阳能分解18g水,需要消耗的能量为          kJ。
⑵ 液态CH3OH不完全燃烧生成CO和液态H2O的热化学方程式为             
⑶CO2合成燃料CH3OH是碳减排的新方向。在容积为2 L的密闭容器中,充2 mol CO2和6 mol H2,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下列说法正确的是           
A.温度为T2时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为:  v(CH3OH)=nB/tmol·(L·min)-1
B.T2>T1,T2平衡时,甲醇产量变少,所以该反应为放热反应
C.该反应在T2时的平衡常数比T1时的平衡常数大
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,平衡逆向移动
②能判断该反应已达化学反应限度标志的是        (填字母。
A.H2的百分含量保持不变
B.容器中CO2 浓度与H2浓度之比为1: 3
C.容器中混合气体的密度保持不变
D.CO2消耗速率与CH3OH生成速率相等
⑷科学家致力于CO2的“组合转化”技术研究,如将CO2和H2以体积比1∶4比例混合通入反应器,适当条件下,反应可获得一种能源。完成以下化学方程式,就能知道该种能源。
CO2+4H22H2O +         
⑸ 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            

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利用太阳能分解水产生H2,在催化剂作用下H2与CO2反应合成CH3OH,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1、CH3OH(l)+ 3/2O2(g)= CO2 (g)+ 2H2O(l) ΔH=-726.5 kJ·mol-1、CO(g) +1/2O2(g)= CO2 (g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
请回答下列问题:
⑴用太阳能分解18g水,需要消耗的能量为          kJ。
⑵ 液态CH3OH不完全燃烧生成CO和液态H2O的热化学方程式为             
⑶CO2合成燃料CH3OH是碳减排的新方向。在容积为2 L的密闭容器中,充2 mol CO2和6 mol H2,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下列说法正确的是           
A.温度为T2时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为:  v(CH3OH)=nB/tmol·(L·min)-1
B.T2>T1,T2平衡时,甲醇产量变少,所以该反应为放热反应
C.该反应在T2时的平衡常数比T1时的平衡常数大
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,平衡逆向移动
②能判断该反应已达化学反应限度标志的是        (填字母。
A.H2的百分含量保持不变
B.容器中CO2 浓度与H2浓度之比为1: 3
C.容器中混合气体的密度保持不变
D.CO2消耗速率与CH3OH生成速率相等
⑷科学家致力于CO2的“组合转化”技术研究,如将CO2和H2以体积比1∶4比例混合通入反应器,适当条件下,反应可获得一种能源。完成以下化学方程式,就能知道该种能源。
CO2+4H22H2O +         
⑸ 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            
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火力发电厂产生大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染.对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的.
(1)脱硝.利用甲烷催化还原NOx
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160kJ?mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为______.
(2)脱碳.将CO2转化为甲醇的化学方程式为:
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CO2+3H2
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CH3OH(g)+H2O(g)
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,tmin后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图所示,则上述合成甲醇的反应的逆反应为______反应(填“放热”或“吸热”).
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,进行上述反应.测得CO2和CH3OH(g)的浓度
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随时间变化如图所示.下列说法正确的是______
A.10min后,向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2,则再次达到平衡时c(CH3OH)=1.5mol?L-1
B.0~10min内,氢气的平均反应速率为0.075mol?L-1?min-1
C.达到平衡时,氢气的转化率为75%
D.该温度下,反应的平衡常数的值为3/16
E.升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)减小
③能说明CO2(g)+3H2(g)
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CH3OH(g)+H2O(g)达到平衡状态的是______
A.生成甲醇的速率与生成水的速率相等
B.v(H2)=3v(CH3OH)
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C.恒容容器中,体系的压强不再改变
D.恒容容器中,混合气体密度不再发生改变
④右图表示反应CO2(g)+3H2(g)
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CH3OH(g)+H2O(g)进行过程中能量(单位为kJ?mol-1)的变化.在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,达到平衡后,采取下列措施中能使c(CH3OH)增大的是______.
A.使用新高效催化剂              B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出来   D.再充入1mol CO2和3mol H2
⑤甲醇燃料电池结构如图所示,其工作时正极的电极反应式可表示为______.
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(3)脱硫.某种脱硫工艺中将废气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥.  
硫酸铵溶液的pH<7,其原因为:______(用离子方程式表示);在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中c(Na+)______c(NO3-)(选填“大于”、“等于”或“小于”)
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