甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛,请回答下列问题:
(1)以天然气为原料制H2是合成氨的一条重要的路线.甲烷的部分氧化可得到合成氨的原料气H2,其反应式如下:
①CH4(g)+
1
2
O2(g)=CO(g)+2H2(g)△H1=-35.6kJ?mol-1
有研究认为甲烷部分氧化的机理为:
②CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H2=-890.3kJ?mol-1
③CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)△H3=247.3kJ?mol-1
请结合以上条件写出CH4和H2O(g)生成CO和H2的热化学反应方程式:
 

(2)恒温下,向一个2L的密闭容器中充入1molN2和2.6molH2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如表所示:
时间/min51015202530
c(NH3)/( mol?/L-10.080.140.180.200.200.20
2温度下此反应化学平衡平衡常数为
 
,前20min的平均速率v(H2)为
 

②能提高反应中N2的平衡转化率的是
 

A.增加N2的浓度  B.增加H2的量 C.移出部分NH3 D.提高反应温度E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂

(3)如图1表示合成NH3反应在某段时间t0→t6中反应速率与反应过程的曲线图,若t1时改变的条件是升高温度,则在下列到达化学平衡的时间段中,NH3的体积分数最小的一段时间是(填写下列序号,下同)
 
,化学平衡常数最大的一段时间是
 

A.t0→t1 B.t2→t3 C.t3→t4 D.t5→t6
t4时改变的条件是
 

(4)如图2所示,装置I为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜.
①b处电极上发生的电极反应式是
 

②电度结束后,装置I中溶液的pH
 
,装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度
 
.(填写“变大”、“变小”或“不变”)
③若完全反应后,装置Ⅱ中阴极质量增加12.8g,则装置I中理论上消耗氧气(标准状况下)
 
L.
高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)△H=a kJ mol-1
(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ mol-1②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ mol-1则a=
 
kJ mol-1
(2)在T℃时,该反应的平衡常数K=64,在2L 恒容密闭容器甲和乙中,分别按表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡.
Fe2O3COFeCO2
甲/mol1.01.01.01.0
乙/mol1.02.01.01.0
①甲容器中CO 的平衡转化率为
 

②下列说法正确的是(填字母)
 

a.若容器内气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态 
b.甲容器中CO 的平衡转化率大于乙的  
c.甲、乙容器中,CO 的平衡浓度之比为2:3
d.增加Fe2O3可以提高CO 的转化率
(3)采取一定措施可防止钢铁腐蚀.如图装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl 溶液.
①在a~c 装置中,能保护铁的是
 
(填字母).
②若用d 装置保护铁,X 极的电极材料应是
 
(填名称).

③写出C中铁电极的反应方程式
 

(4)CO2溶于水生成H2CO3,已知:常温下,H2CO3和HClO 的电离常数如下:
H2CO3═H++HCO3-   Ka1=4.2xl0-7 mol?L-1
HCO3═H++CO32-      Ka2=5.6x1O-11 mol?L-1
HClO═H++ClO-      Ka=4.7x1O-8 mol?L-1
①0.1mol?L-1 NaHCO3溶液中C(H+
 
 C(H2CO3) (填“<”“=”“>”)
②写出氯气和碳酸钠物质的量之比为1:1 时发生反应的离子方程式
 
硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:
(1)以N2和H2为原料合成氨气.反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0  一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应.若容器容积恒定,达到平衡状态时,容器内的压强是原来的15/16,则N2的转化率a1=
 
;若容器压强恒定,达到平衡状态时,N2的转化率为a2,则a2
 
a1(填“>”、“<”或“=”).
(2)以氨气、空气为主要原料制硝酸.
①在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H>0.该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图1所示.若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是(填选项序号)
 


a.在t1~t2时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b.在t2时,采取的措施一定是升高温度
c.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d.在t0~t5时,容器内NO2的体积分数在t3时值的最大
②积相同、温度分别为T1和T2的两个密闭容器中分别充入等量NO2发生反应:
2NO2 (g)?N2O4(g)△H<0.恒温恒容下反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量分别为a1,a2.已知T1<T2,则a1
 
a2
A.大于      B.小于     C.等于      D.以上都有可能
(3)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气.
①催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.5kJ/mol  N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+133kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是
 

②碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2.若每9.2gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.1mol,则反应的离子方程式是
 

(4)CO可用于合成甲醇,反应方程式为:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示.该反应△H
 
0(填“>”或“<”).
 0  132048  132056  132062  132066  132072  132074  132078  132084  132086  132092  132098  132102  132104  132108  132114  132116  132122  132126  132128  132132  132134  132138  132140  132142  132143  132144  132146  132147  132148  132150  132152  132156  132158  132162  132164  132168  132174  132176  132182  132186  132188  132192  132198  132204  132206  132212  132216  132218  132224  132228  132234  132242  203614 

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