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一定量的甲烷燃料后得到的产物CO、CO
2
和水蒸气，其总质量为49.6 g，当其缓慢经过无水CaCl
2
时，CaCl
2
增重25.2 g，原混合气体中CO
2
的质量是
A.
12.5 g
B.
13.2 g
C.
19.7 g
D.
24.4 g
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B
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火力发电厂产生大量的氮氧化物（NO
x
）、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NO
x
：
CH
4
（g）+4NO
2
（g）=4NO（g）+CO
2
（g）+2H
2
O（g）△H
1
=-574kJ?mol
-1
CH
4
（g）+4NO（g）=2N
2
（g）+CO
2
（g）+2H
2
O（g）△H
2
=-1160kJ?mol
-1
甲烷直接将NO
2
还原为N
2
的热化学方程式为
CH
4
（g）+2NO
2
（g）=N
2
（g）+CO
2
（g）+2H
2
O（g）△H=-867kJ/mol
CH
4
（g）+2NO
2
（g）=N
2
（g）+CO
2
（g）+2H
2
O（g）△H=-867kJ/mol
．
（2）脱碳．将CO
2
转化为甲醇的化学方程式为：
CO
2
+3H
2
CH
3
OH（g）+H
2
O（g）
①取五份等体积CO
2
和H
2
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（CH
3
OH） 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
吸热
吸热
反应（填“放热”或“吸热”）．
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO
2
和3mol H
2
，进行上述反应．测得CO
2
和CH
3
OH（g）的浓度
随时间变化如图所示．下列说法正确的是
CE
CE
A．10min后，向该容器中再充入1mol CO
2
和3mol H
2
，则再次达到平衡时c（CH
3
OH）=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（CH
3
OH）/n（CO
2
）减小
③能说明CO
2
（g）+3H
2
（g）
CH
3
OH（g）+H
2
O（g）达到平衡状态的是
C
C
A．生成甲醇的速率与生成水的速率相等
B．v（H
2
）=3v（CH
3
OH）
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CO
2
（g）+3H
2
（g）
CH
3
OH（g）+H
2
O（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 CO
2
和3mol H
2
，达到平衡后，采取下列措施中能使c（CH
3
OH）增大的是
CD
CD
．
A．使用新高效催化剂 B．充入He（g），使体系压强增大
C．将H
2
O（g）从体系中分离出来 D．再充入1mol CO
2
和3mol H
2
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
O
2
+4e
-
+4H
+
=2H
2
O
O
2
+4e
-
+4H
+
=2H
2
O
．
（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：
NH
4
+
+H
2
O
NH
3
?H
2
O+H
+
NH
4
+
+H
2
O
NH
3
?H
2
O+H
+
（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
+
）
小于
小于
c（NO
3
-
）（选填“大于”、“等于”或“小于”）
火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NO
x
）、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NO
x
：CH
4
（g）+4NO
2
（g）=4NO（g）+CO
2
（g）+2H
2
O（g）△H
1
=-574kJ?mol
-1
CH
4
（g）+4NO（g）=2N
2
（g）+CO
2
（g）+2H
2
O（g）△H
2
=-1160kJ?mol
-1
甲烷直接将NO
2
还原为N
2
的热化学方程式为
CH
4
（g）+2NO
2
（g）=N
2
（g）+CO
2
（g）+2H
2
O（g）△H=-867kJ?mol
-1
CH
4
（g）+2NO
2
（g）=N
2
（g）+CO
2
（g）+2H
2
O（g）△H=-867kJ?mol
-1
．
（2）脱碳．将CO
2
转化为甲醇的热化学方程式为：CO
2
（g）+3H
2
（g） CH
3
OH（g）+H
2
O（g）△H
3
①取五份等体积CO
2
和H
2
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，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH
3
OH） 与反应温度T的关系曲线（见图1），则上述CO
2
转化为甲醇反应的△H
3
＜
＜
0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO
2
和3mol H
2
，进行上述反应．测得CO
2
和CH
3
OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．下列说法正确的是
B
B
（填字母代号）．
A．第10min后，向该容器中再充入1mol CO
2
和3mol H
2
，则再次达到平衡时c（CH
3
OH）=1.5mol/L
B．达到平衡时，氢气的转化率为0.75
C．0～10分钟内，氢气的平均反应速率为0.075mol/（L?min）
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（CH
3
OH）/n（CO
2
）增大
③直接甲醇燃料电池结构如图3所示．其工作时负极电极反应式可表示为
2CH
3
OH+2H
2
O-12e
-
═12H
+
+2CO
2
2CH
3
OH+2H
2
O-12e
-
═12H
+
+2CO
2
．
（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．设烟气中的SO
2
、NO
2
的物质的量之比为1：1，则该反应的化学方程式为
12NH
3
+3O
2
+4SO
2
+4NO
2
+6H
2
O=4（NH
4
）
2
SO
4
+4NH
4
NO
3
12NH
3
+3O
2
+4SO
2
+4NO
2
+6H
2
O=4（NH
4
）
2
SO
4
+4NH
4
NO
3
．
（2008?南京一模）化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用．
（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体．甲烷气体燃烧的热化学方程式为：CH
4
（g）+2O
2
（g）=CO
2
（g）+2H
2
O（l）△H=-890.3kJ/mol．
356g“可燃冰”（分子式为CH
4
?9H
2
O）释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水．放出的热量为
1780.6kJ
1780.6kJ
．
（2）某种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入液化石油气（以C
4
H
10
表示），电池的电解质是掺入了Y
2
O
3
的ZrO
2
晶体，它在高温下传导O
2-
．
已知该电池负极的电极反应为：C
4
H
10
+2O
2-
-4e
-
=CO
2
+H
2
O，则该电池正极的电极反应式为
O
2
+4e
-
=2O
2-
O
2
+4e
-
=2O
2-
，电池工作时，固体电解质里的O
2-
向
负
负
极移动．
（3）已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO（g）+H
2
O（g）?CO
2
（g）+H
2
（g）
①T℃时，在一定体积的容器中，通入一定量的CO（g）和H
2
O（g），发生反应并保持温度不变，各物质浓度随时间变化如下表：T℃时物质的浓度（mol/L）变化
时间/min
CO
H
2
O（g）
CO
2
H
2
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
0.100
0.200
0.100
0.100
4
0.100
0.200
0.100
0.100
5
0.116
0.216
0.084
C
1
6
0.096
0.266
0.104
C
2
第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时，改变某一条件后测得的．第4～5min之间，改变的条件是
增加H
2
浓度
增加H
2
浓度
，第5～6min之间，改变的条件是
增加H
2
O（g）浓度
增加H
2
O（g）浓度
．T℃时该化学反应的平衡常数是
0.5
0.5
．
②已知420℃时，该化学反应的平衡常数为9．如果反应开始时，CO和H
2
O（g）的浓度都是0.01mol/L，则CO在此条件下的转化率为
75%
75%
．
③397℃时该反应的平衡常数为12，请判断该反应的△H
＜
＜
0（填“＞”、“=”、“＜”）．
CuSO
4
溶液是中学化学及工农业生产中常见的一种试剂．
（1）某同学配制CuSO
4
溶液时，向盛有一定量硫酸铜晶体的烧杯中加入适量的蒸馏水，并不断搅拌，结果得到悬浊液．他认为是固体没有完全溶解，于是对悬浊液加热，结果发现浑浊更明显了，随后，他向烧杯中加入了一定量的
硫酸
硫酸
溶液，得到了澄清的CuSO
4
溶液．
（2）该同学利用制得的CuSO
4
溶液，进行以下实验探究．
①图一是根据反应Zn+CuSO
4
═Cu+ZnSO
4
设计成的锌铜原电池．Cu极的电极反应式是
Cu
2+
+2e
-
═Cu
Cu
2+
+2e
-
═Cu
，盐桥中是含有琼胶的KCl饱和溶液，电池工作时K
+
向
乙
乙
移动（填“甲”或“乙”）．
②图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则b处通入的是
O
2
O
2
（填“CH
4
”或“O
2
”），a处电极上发生的电极反应式是
CH
4
-8e
-
+10OH
-
=CO
3
2-
+7H
2
O
CH
4
-8e
-
+10OH
-
=CO
3
2-
+7H
2
O
；当铜电极的质量减轻3.2g，则消耗的CH
4
在标准状况下的体积为
0.28
0.28
L．
（3）反应一段时间后，燃料电池的电解质溶液完全转化为K
2
CO
3
溶液，以下关系正确的是
BD
BD
．
A．c（K
+
）+c（H
+
）=c（HCO
3
-
）+c（CO
3
2-
）+c（OH
-
）
B．c（OH
-
）=c（H
+
）+c（HCO
3
-
）+2c（H
2
CO
3
）
C．c（K
+
）＞c（CO
3
2-
）＞c（H
+
）＞c（OH
-
）
D．c（K
+
）＞c（CO
3
2-
）＞c（OH
-
）＞c（HCO
3
-
）
E．c（K
+
）=2c（CO
3
2-
）+c（HCO
3
-
）+c（H
2
CO
3
）
火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NO
x
）、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NO
x
：
CH
4
（g）+4NO
2
（g）=4NO（g）+CO
2
（g）+2H
2
O（g）△H
1
=-574kJ?mol
-1
CH
4
（g）+4NO（g）=2N
2
（g）+CO
2
（g）+2H
2
O（g）△H
2
=-1160kJ?mol
-1
甲烷直接将NO
2
还原为N
2
的热化学方程式为
．
（2）脱碳．将CO
2
转化为甲醇的热化学方程式为：CO
2
（g）+3H
2
（g）?CH
3
OH（g）+H
2
O（g）；△H
3
＜0
①在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO
2
和3mol H
2
，进行上述反应．测得CO
2
和CH
3
OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．下列说法正确的是
（填字母代号）．
A．第10min后，向该容器中再充入1mol CO
2
和3mol H
2
，则再次达到平衡时c（CH
3
OH）=1.5mol?L
-1
B．0～10min内，氢气的平均反应速率为0.075mol/（L?min）
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(C
H
3
OH)
n(C
O
2
)
减小
②甲醇燃料电池结构如图2所示．其工作时正极的电极反应式可表示为：
．
（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．硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其中原因可用一个离子方程式表为：
；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（H
+
）
c（NO
3
-
）+c（OH
-
）（填写“＞”“=”或“＜”）．
关 闭
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生物
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CH3OH（g）+H2O（g）
随时间变化如图所示．下列说法正确的是
CH3OH（g）+H2O（g）达到平衡状态的是
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
NH3?H2O+H+
