题目内容

1  1mol CH4与Cl2发生光照下反应，生成相同物质的量的4种取代物，则消耗的Cl2的物质的量为

A．0.5 mol        B．2 mol       C．2.5 mol       D．4 mol

C
练习册系列答案
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（2013?江西模拟）甲醇是一种很好的燃料，工业上用CH4和H2O为原料，通过下述反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇．
（1）将1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）…I．CH4的转化率与温度、压强的关系如图．
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为
0.003mol/（L?min）
0.003mol/（L?min）
．
②图中的P1
＜
＜
P2（填“＜”、“＞”或“=”），100℃时平衡常数为
2.25×10-4
2.25×10-4
．
③该反应的△H
＞
＞
0（填“＜”、“＞”或“=”）．
（2）在压强为0.1MPa条件下，将a mol CO与3amol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0
Ⅱ．
①若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是
BD
BD
．
A．升高温度                        B．将CH3OH（g）从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大       D．再充入1mol CO和3mol H2
②为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中．
实验编号 T（℃） n（CO）/n（H2） p（MPa）
l 150
1
3
 0.1
2 n
1
3
 5
3 350 m 5
A．则上表中剩余的实验条件数据：a=
150
150
、b=
1
3
1
3
．
B．根据反应Ⅱ的特点，右上图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图，请指明图中的压强Px=
0.1
0.1
MPa．
（2011?唐山模拟）在海底和青藏高原都发现了名为“可燃冰”的环保型新能源，主要成分是CH4，CH4在光照下可与Cl2反应，也可以用CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇等新型燃料．
（1）CH4可与Cl2反应，其反应机理如下：
（2）Cl2→2Cl2△H=+243kJ?mol-1
①Cl2→2Cl    △H=+243KJ? mol-1
②Cl+CH4→CH3+HCl   △H=+4KJ?mol-1
③CH3+Cl2→CH3Cl+Cl    △H=-106KJ?mol-1
则CH4与Cl2反应生成CH3Cl（g）的热化学方程式为：
（2）在一定条件下，发生反应：CH4（g）+H2O（g）ClO（g）+3H2（g）△H＞0．
在其它条件不变的情况下降低温度，逆反应速率将
减小
减小
（填“增大”、“减小”或“不变”）．若在2L密闭容器中发生反应，T℃时，通入2mol CH4（g）和2mol H2O（g），反应达平衡后，生成l mol CO，此时向容器中同时加入1mol CO和3molH2的混合气体（保持温度不变），则平衡将
向逆反应方向
向逆反应方向
（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）移动，达到新平衡后平衡常数
不变
不变

（3）CH4（g）和H2O（g）生成的CO和H2在一定条件下可发生反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=-90.1kJ?mol-1，恒容条件下达平衡，下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO）增大的有
a
a
．（选填序号）．
a．再充入1mol H2  b．使用健化剂  c．再充入2mol CO  d．升高温度
（4）CH4可用于设计燃料电池，甲烷燃料电池的工作原理如下图所示：
     
 则正极的电极反应式为：
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-
；
反应一段时间后溶液的pH
降低
降低
（填“升高”、“降低”或“不变”）．
（1）在101kPa时，1mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890.3kJ的热量，CH4的燃烧热为
△H=-890.3kJ/mol
△H=-890.3kJ/mol
.1120L CH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为
44515kJ
44515kJ

（2）已知0.5mol甲烷与0.5mol水蒸气在t℃、p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是：
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g），△H=+2akJ/mol
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g），△H=+2akJ/mol
．
向反应体系中同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：
I．CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H1=-802.6kJ/mol
II．CH4（g）+O2（g）═CO2（g）+2H2（g）△H2=-322.0kJ/mol
III．CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H3=+206.2kJ/mol
Ⅳ．CH4（g）+2H2O（g）═CO2（g）+4H2（g）△H4=+165.0kJ/mol
请回答下列问题：
（1）CH4的燃烧热△H
＜
＜
△H1．（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在反应初始阶段，反应II的反应速率大于反应III的反应速率．比较反应II的活化能EII和反应III的活化能EIII的大小：EII
＜
＜
EIII（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在1L固定容积密闭容器中投入1.8mol CH4和3.6mol H2O（g），若只发生反应Ⅳ，测得CH4、H2O（g）及某一生成物的物质的量浓度（c）随反应时间（t）的变化如图所示[第9min前H2O（g）的物质的量浓度及第4min～9min之间X所代表生成物的物质的量浓度变化曲线未标出，条件有变化时只考虑改变一个条件）．
①0～4min内，H2的平均反应速率υ（H2）=
0.5
0.5
mol?（L?min）-1；
②反应在5min时的平衡常数K=
0.91
0.91
；
③第6min时改变的条件是
升高温度
升高温度
；判断理由是
第6min～9min时的反应速率比0～4min时的大，且平衡向正反应方向移动，说明第6min改变的条件为升高温度或增加水蒸气的量，再根据第9min平衡时甲烷浓度为0.7mol/L，水蒸气浓度为1.4mol/L，说明甲烷消耗1.1mol，水蒸气消耗2.2mol，所以不可能为增加水蒸气的量，因此改变的条件只可能为升高温度
第6min～9min时的反应速率比0～4min时的大，且平衡向正反应方向移动，说明第6min改变的条件为升高温度或增加水蒸气的量，再根据第9min平衡时甲烷浓度为0.7mol/L，水蒸气浓度为1.4mol/L，说明甲烷消耗1.1mol，水蒸气消耗2.2mol，所以不可能为增加水蒸气的量，因此改变的条件只可能为升高温度
；
④比较第5min时的平衡常数K5min与第10min时平衡常数K10min的大小：K5min
＜
＜
K10min （填“＞”、“=”或“＜”），原因是
正反应为吸热反应，升高温度平衡常数增大
正反应为吸热反应，升高温度平衡常数增大
．

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