摘要：b．部分催化氧化: 原子利用率较高的是: 式.

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“C1化学”是指以分子中只含一个碳原子的物质为原料进行物质合成的化学。“C1化学”对于缓解日益 严重的能源危机、合理利用煤和天然气等化石燃料、保护环境等都有非常重要的意义。合成气(CO+H2)是 “C1化学”中的常用原料。
(1)煤气化可生成合成气，该反应的化学方程式为____________________，用该方法生产合成气的一个典型缺陷是___________。
(2)将甲烷氧化可制合成气：CH4(g)+1/2O2(g)CO(g)+2H2(g) △H=-35.6 kJ/mol。该反应是_____（填“自发”或“非自发”）反应。
(3)通过乙醇制取合成气具有良好的应用前景。由乙醇制取合成气有如下两条路线：
a．水蒸气催化重整：CH3CH2OH(g)+H2O(g)→4H2(g)+2CO(g) △H=+255.58 kJ/mol
b．部分催化氧化：CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)→ 3H2(g)+2CO(g) △H=+13.76 kJ/mol
下列说法错误的是____。
A．从原料消耗的角度来看，a路线制氢更有价值
B．从能量消耗的角度来看，b路线制氢更加有利
C．a路线制氢由于要消耗很多能量，所以在实际生产中意义不大
D．在以上两个反应中，原子利用率较高的是b反应
(4)工业用合成气制备二甲醚的生产流程如下：

催化反应室中(压力2.0~ 10.0 MPa，温度230~ 280℃)进行下列反应：
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.7 kJ/mol ①
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H = -23.5 kJ/mol ②
CO(g) +H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2 kJ/mol ③
①催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=_____。830℃ 时反应③的K=1.0，则在催化反应室中反应③的K_______（填“>”、“<”或“=”）1.0。
②上述流程中，可以循环使用的物质有____________。
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生物乙醇可由淀粉或纤维素等生物质原料发酵获得，利用乙醇可制取氢气，也可用乙醇进行相关的化工生产．

(1)已知由乙醇制取氢气有如下两条路线：

a．水蒸气催化重整：

CH3CH2OH(g)＋H2O(g)→4H2(g)＋2CO(g)

b．部分催化氧化：

CH3CH2OH(g)＋O2(g)→3H2(g)＋2CO(g)

原子利用率较高的是________(选填“a”或“b”)式．

(2)已知CO的燃烧热为283 kJ/mol，H2的燃烧热为285.8 kJ/mol．现取2 mol乙醇，40％按a式制氢，60％按b式制氢，假定转化率为100％，则两种制氢产生的全部气体完全燃烧产生的热量为________．

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科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法．曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3．进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表（光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间3h）：
T/K 303 313 323 353
NH3生成量/（10-6 mol） 4.8 5.9 6.0 2.0
相应的化学方程式：N2（g）+3H2O（l）?2NH3（g）+
3
2
O2（g）△H=+765.2kJ?mol-1
回答下列问题：
（1）该反应在较低温度下能否自发进行？
 
；
（2）从323K到353K，氨气的生成量减少的原因
 
；
（3）请画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图1，并进行必要标注；
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（4）工业合成氨的反应为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）．设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol N2（g）和1.60mol H2（g），反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数（NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为
4
7
．该条件下反应2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）的平衡常数为
 
；
（5）利用N2和H2可以实验NH3的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产．请回答下列问题：
已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ?mol-1
N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
则氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为
 
；
（6）对反应N2O4（g）?2NO2（g），在温度分别为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示．下列说法正确的是
 
；
A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
（7）现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图3所示，其中Y为CO2．写出石墨I电极上发生反应的电极反应式
 
；在电解池中生成1molN2O5转移电子的物质的量为
 
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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

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完成下列问题：
Ⅰ．合成氨
（1）写出装置①中发生反应的化学方程式：______．
（2）已知在一定的温度下进入装置①的氮、氢混合气体与从合成塔出来的混合气体压强之比为5：4，则氮的转化率为______．
Ⅱ．氨的接触氧化原理
（3）在900℃装置②中反应有：?
4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905.5kJ?mol-1 K1=1×1053 （900℃）
4NH3（g）+4O2（g）?4N2O（g）+6H2O（g）；△H=-1103kJ?mol-1  K2=1×1061 （900℃）
4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）；△H=-1267kJ?mol-1  K3=1×1067 （900℃）
除了上列反应外，氨和一氧化氮相互作用：
4NH3（g）+6NO（g）?5N2（g）+6H2O（g）；△H=-1804kJ?mol-1，还可能发生氨、一氧化氮的分解．
完成热化学方程式：2NO（g）?N2（g）+O2（g）；△H=______．
（4）铂-铑合金催化剂的催化机理为离解和结合两过程，如图所示：

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由于铂对NO和水分子的吸附力较小，有利于氮与氧原子结合，使得NO和水分子在铂表面脱附，进入气相中．若没有使用铂-铑合金催化剂，氨氧化结果将主要生成______．说明催化剂对反应有______．
（5）温度对一氧化氮产率的影响

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当温度大于900℃时，NO的产率下降的原因______（选填序号）
A．促进了一氧化氮的分解
B．促进了氨的分解
C．使氨和一氧化氮的反应平衡移动，生成更多N2
（6）硝酸工业的尾气常用Na2CO3溶液处理，尾气的NO、NO2可全部被吸收，写出用Na2CO3溶液吸收的反应方程式______．
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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

完成下列问题：
Ⅰ．合成氨
（1）写出装置①中发生反应的化学方程式：______．
（2）已知在一定的温度下进入装置①的氮、氢混合气体与从合成塔出来的混合气体压强之比为5：4，则氮的转化率为______．
Ⅱ．氨的接触氧化原理
（3）在900℃装置②中反应有：?
4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905.5kJ?mol-1 K1=1×1053 （900℃）
4NH3（g）+4O2（g）?4N2O（g）+6H2O（g）；△H=-1103kJ?mol-1　K2=1×1061 （900℃）
4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）；△H=-1267kJ?mol-1　K3=1×1067 （900℃）
除了上列反应外，氨和一氧化氮相互作用：
4NH3（g）+6NO（g）?5N2（g）+6H2O（g）；△H=-1804kJ?mol-1，还可能发生氨、一氧化氮的分解．
完成热化学方程式：2NO（g）?N2（g）+O2（g）；△H=______．
（4）铂-铑合金催化剂的催化机理为离解和结合两过程，如图所示：

由于铂对NO和水分子的吸附力较小，有利于氮与氧原子结合，使得NO和水分子在铂表面脱附，进入气相中．若没有使用铂-铑合金催化剂，氨氧化结果将主要生成______．说明催化剂对反应有______．
（5）温度对一氧化氮产率的影响

当温度大于900℃时，NO的产率下降的原因______（选填序号）
A．促进了一氧化氮的分解
B．促进了氨的分解
C．使氨和一氧化氮的反应平衡移动，生成更多N2
（6）硝酸工业的尾气常用Na2CO3溶液处理，尾气的NO、NO2可全部被吸收，写出用Na2CO3溶液吸收的反应方程式______．

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