天然气的主要成分是甲烷(CH4).甲烷燃烧时的能量变化如右图所示. ⑴ 写出甲烷完全燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式: ⑵ 已知H2O (l) H2O(g) ΔH = +44kJ/mol.则甲烷完全燃烧生成CO2和18g液态水.放出的热量是 ⑶ 美国科学家设计出以甲烷为燃料的新型燃料电池.其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池.甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

天然气的主要成分是甲烷（CH₄），甲烷燃烧时的能量变化如右图所示。

⑴ 写出甲烷完全燃烧生成CO₂和气态水的热化

学方程式：

_________________________________________

⑵ 已知H₂O (l)　　 H₂O(g) ΔH = +44kJ/mol，则甲烷完全燃烧生成CO₂和18g液态水，放出的热量是_________________

⑶ 美国科学家设计出以甲烷为燃料的新型燃料电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池。甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH，请写出该电池工作时的总反应方程式：

_________________________________________

右图中，_____（填“a”或“b”）极为正极

⑷ 若用⑶中的甲烷燃料电池为电源，以石墨作为电极，电解熔融NaCl，当生成92g金属Na时，甲烷燃料电池消耗标准状况下的甲烷的体积是__________

⑴ CH₄（g）+ 2O₂（g）=== CO₂（g）+ 2H₂O（g）ΔH = -802kJ/mol 3’ ⑵ 445kJ 3’

⑶ CH₄ + 2O₂ + 2KOH === K₂CO₃ + 3H₂O 2’ b 1’ ⑷ 11.2L 3’

练习册系列答案

．
（2）如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH₄和CO₂，使甲、乙两容器初始容积相等．在相同温度下发生反应②，并维持反应过程中温度不变．已知甲容器中CH₄的转化率随时间变化的图象如图3所示，请在图3中画出乙容器中CH₄的转化率随时间变化的图象

．
（3）反应③中△H₃=

-41.2kJ/mol

．800℃时，反应③的化学平衡常数K=1.0，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：

CO	H₂O	CO₂	H₂
0.5mol	8.5mol	2.0mol	2.0mol

此时反应③中正、逆反应速率的关系式是

（填代号）．
a．v（正）＞v（逆） b．v（正）＜v（逆） c．v（正）=v（逆） d．无法判断．

升高温度

．

（2）如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH₄和CO₂，使甲、乙两容器初始容积相等．在相同温度下发生反应②，并维持反应过程中温度不变．已知甲容器中CH₄的转化率随时间变化的图象如图3所示，请在图3中画出乙容器中CH₄的转化率随时间变化的图象．
（3）反应③中△H₃=

-41.2kJ/mol

．800℃时，反应③的化学平衡常数K=1.0，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：

CO	H₂O	CO₂	H₂
0.5mol	8.5mol	2.0mol	2.0mol

此时反应③中正、逆反应速率的关系式是

（填代号）．
a．v（正）＞v（逆） b．v（正）＜v（逆） c．v（正）=v（逆） d．无法判断
（4）800K时下列起始体积相同的密闭容器中充入2mol SO₂、1mol O₂，其反应是2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H=-96.56kJ?mol^-1，甲容器在反应过程中保持压强不变，乙容器保持体积不变，丙容器维持绝热，三容器各自建立化学平衡．
①达到平衡时，平衡常数K（甲）

K（乙）

＞

K（丙）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②达到平衡时SO₂的浓度C（SO₂）（甲）

＜

C（SO₂）（乙

＜

C（SO₂）（丙）（填“＞”、“＜”或“=”）．

合成气的主要成分是一氧化碳和氢气，可用于合成二甲醚等清洁燃料．从天然气获得合成气过程中可能发生为：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H₁=+206.1kJ/mol

请回答下列问题：
（1）在一密闭容器中进行反应①，测得CH₄的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示．反应中处于平衡状态的时间为

5～10分钟、12分钟后

；10min时，改变的外界条件可能是

升高温度

．
（2）如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH₄和CO₂，使甲、乙两容器初始容积相等．在相同温度下发生反应②，并维持反应过程中温度不变．已知甲容器中CH₄的转化率随时间变化的图象如图3所示，请在图3中画出乙容器中CH₄的转化率随时间变化的图象．
（3）反应CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g） 800℃时，反应的化学平衡常数K=1.0．
①某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：

CO	H₂O	CO₂	H₂
0.5mol	8.5mol	2.0mol	2.0mol

此时反应中正、逆反应速率的关系式是

（填代号）．
a．v（正）＞v（逆） b．v（正）＜v（逆） c．v（正）=v（逆） d．无法判断
②800℃时，向体积为2L的密闭容器中充入2mol CO和4mol H₂O，求达到平衡时CO的转化率．

天然气的主要成分甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式如下，请回答下列问题：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6kJ/mol．
（1）反应物能量总和

（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物能量总和．
（2）若1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气，则放出的热量

889.6kJ．（填“＞”、“＜”或“=”）
（3）已知氢气燃烧生成液态水的热化学方程式是：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-572kJ/mol，则相同质量的甲烷和氢气，完全燃烧生成液态水，放热较多的是

．
（4）如图所示的甲池装置是由CH₄、O₂和KOH溶液组成的新型燃料电池，利用该装置可以将

能转化为

能．
（5）乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：
（6）M电极的材料是

，N的电极电极反应式为：

；乙池的总反应式是

，通入甲烷的铂电极上发生的电极反应式为

．
（7）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气为

L（标准状况下）；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的H⁺的浓度为

．

合成气的主要成分是一氧化碳和氢气，可用于合成二甲醚等清洁燃料。从天然气获得合成气过程中可能发生的反应有：

① CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋206.1 kJ/mol

② CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH2＝＋247.3 kJ/mol

③ CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH3

请回答下列问题：

⑴ 在一密闭容器中进行反应①，测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示。反应进行的前5 min内， v(H2)＝ ▲ ；10 min时，改变的外界条件可能是 ▲ 。

c/mol·L^－1

⑵ 如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2，使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应②，并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中CH4的转化率随时间变化的图像如图3所示，请在图3中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图像。

⑶ 反应③中ΔH3＝ ▲ 。800℃时，反应③的化学平衡常数K＝1.0，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：

CO	H2O	CO2	H2
0.5 mol	8.5 mol	2.0 mol	2.0 mol

此时反应③中正、逆反应速率的关系式是 ▲ （填代号）。

a．v(正)＞v(逆) b．v(正)＜v(逆) c．v(正)＝v(逆) d．无法判断

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