题目内容
海底蕴藏着大量的“可燃冰”．用甲烷制水煤气（CO、H2），再合成甲醇来代替日益供应紧张的燃油．
已知：
①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H1=+206.2kJ•mol﹣1
②CH4（g）+O2（g）=CO（g）+2H2（g）△H2=﹣35.4kJ•mol﹣1
③CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H3=+165.0kJ•mol﹣1
（1）CH4（g）与CO2（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为 ．
（2）从原料、能源利用的角度，分析反应②作为合成甲醇更适宜方法的原因是 ．
（3）水煤气中的H2可用于生产NH3，在进入合成塔前常用[Cu（NH3）2]Ac溶液来吸收其中的CO，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是：[Cu（NH3）2]Ac+CO+NH3⇌[Cu（NH3）3]Ac•CO△H＜0，[Cu（NH3）2]Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是 ．
（4）将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如图（A、B为多孔性石墨棒）．持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL．
①0＜V≤44.8L时，电池总反应方程式为 ．
②44.8L＜V≤89.6L时，负极电极反应为 ．
③V=67.2L时，溶液中离子浓度大小关系为 ．
| 用盖斯定律进行有关反应热的计算；常见化学电源的种类及其工作原理；化学平衡的调控作用．. | |
| 专题： | 基本概念与基本理论． |
| 分析： | （1）根据盖斯定律结合已知热化学方程式分析； （2）从能量角度和原子利用率角度两个方面分析； （3）已知正反应是气体物质体积减小的放热反应，据此分析； （4）n（KOH）=2mol/L×2L=4mol，可能先后发生反应①CH4+2O2→CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3；根据甲烷的量计算生成的二氧化碳的量，结合反应方程式判断反应产物及发生的反应． |
| 解答： | 解：（1）根据盖斯定律可知，①×2﹣③可得CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g），所以其△H=[（+206.2）×2﹣（+165.0）]kJ•mol﹣1=+247.4 kJ•mol﹣1，所以CH4（g）与CO2（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=+247.4 kJ•mol﹣1， 故答案为：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=+247.4 kJ•mol﹣1； （2）从能量角度比较，①是吸热反应，需要消耗更多能量，②是放热反应，不需要太多能量；从原子利用率角度，由于CO+2H2→CH3OH，①的产物中氢原子不可能全部变为CH3OH，而②的产物中所有原子都可能全部变为CH3OH；因此选②，甲烷不完全燃烧制合成气时放出热量，还得到物质的量之比为1：2的CO和H2的混合气体，能恰好完全反应生成甲醇， 故答案为：选择CH4不完全燃烧制合成气时，放出热量，同时得到的CO、H2物质的量之比为1：2，能恰好完全反应合成甲醇，符合绿色化学的“原子经济”原则； （3）已知正反应是气态物质体积减小的放热反应，因此采用降低温度、增大压强能使平衡右移，提高CO的转化率，故答案为：低温、高压； （4）n（KOH）=2mol/L×2L=4mol，可能先后发生反应①CH4+2O2→CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3； ①当0＜V≤44.8 L时，0＜n（CH4）≤2mol，则0＜n（CO2）≤2mol，只发生反应①②，且KOH过量，则电池总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O， 故答案为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O； ②当44.8 L＜V≤89.6 L，2mol＜n（CH4）≤4mol，则2mol＜n（CO2）≤4mol，发生反应①②③，得到K2CO3和KHCO3溶液，则负极反应式为CH4﹣8e﹣+9CO32﹣+3H2O=10HCO3﹣， 故答案为：CH4﹣8e﹣+9CO32﹣+3H2O=10HCO3﹣； ③当V=67.2 L时，n（CH4）=3mol，n（CO2）=3mol，则电池总反应式为3CH4+6O2+4KOH=K2CO3+2KHCO3+7H2O，则得到1molK2CO3和2molKHCO3的溶液，则c（K+）＞c（HCO3﹣）＞c（CO32﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）， 故答案为：c（K+）＞c（HCO3﹣）＞c（CO32﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）． |
| 点评： | 本题考查了运用盖斯定律计算焓变、热化学方程式的书写、评价物质合成方案、影响化学平衡的因素、燃料电池、溶液中离子浓度大小关系等重要考点，涉及的知识点较多，综合性较强，难度较大． |
海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl﹣、Br﹣、SO42﹣、HCO3﹣、CO32﹣等离子，火力发电时排放的烟气可用海水脱硫，其工艺流程如下图所示：下列说法错误的是（ ）
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| A． | 海水pH约为8的原因主要是天然海水含CO32﹣、HCO3﹣ |
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| B． | 吸收塔中发生的反应有SO2+H2O⇌H2SO3 |
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| C． | 氧化主要是氧气将HSO3﹣、SO32﹣、H2SO3氧化为SO42﹣ |
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| D． | 经稀释“排放”出的废水中，SO42﹣浓度与海水相同 |
下列解释实验事实的方程式不正确的是（ ）
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| A． | 葡萄糖的酯化反应若用浓硫酸作催化剂会炭化发黑：C6H12O6（葡萄糖） |
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| B． | 向AgNO3溶液中加入过量Na2S溶液后，再加NaCl稀溶液，黑色沉淀变成白色：Ag2S+2Cl﹣=2AgCl↓+S2﹣ |
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| C． | 将NH3通入滴有酚酞的水中，溶液变红：NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH﹣ |
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| D． | 明矾的水溶液pH＜7：Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+ |
6C+6H2O室温下，下列有关两种溶液的说法不正确的是
| 序号 | ① | ② |
| pH | 12 | 12 |
| 溶液 | 氨水 | 氢氧化钠溶液 |
A．①②两溶液中c(OH－)相等
B．①溶液的物质的量浓度为0.01 mol·L-1
C．①②两溶液分别加水稀释10倍，稀释后溶液的pH：①>②
D．等体积的①②两溶液分别与0.01 mol·L-1的盐酸完全中和，消耗盐酸的体积：①>②
2Z(g)；ΔH＞0，达到平衡时，下列说法正确的是( )