碳和碳的化合物在人类生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的新的生活方式。
(1)甲烷燃烧放出大量的热,可作为能源用于人类的生产和生活。
已知:①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l);△H1= —1214kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);△H2= —566kJ/mol
则反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)的△H=           
(2)①将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池。其正极电极反应式是:                             
②某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是          (填序号)

A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是:2H+ + 2e→H2
③若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中,反应的化学方程式为                        。 
(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:

实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
CO2
1
650
2
4
1.6
5
2
900
1
2
0.4
3
3
900
a
b
c
1
   ①实验1中,以v(H2)表示的平均反应速率为             
②该反应的正反应为        (填“吸”或“放”)热反应。
(4)将2.4g碳(碳的相对原子质量为12)在足量氧气中燃烧,所得气体通入100mL 3.0mol/L的氢氧化钠溶液中,完全吸收后,溶液中的溶质的化学式是                  ;溶液中所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序为:                        

(12分)(1)有科学家提出“绿色自由”的构想:将CO2变为燃料或有机化学品。其构想分成3个步骤:
① 利用浓碳酸钾溶液吸收空气中的CO2
② 将第①步吸收液电解产生H2和O2,同时分离出CO2
③ 将第②步产生的H2和CO2在一定条件下转化成CH4和水蒸气。
已知:H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l)  △H1=" —285.8" kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  △H2=" —889.6" kJ/mol
H2O(l)=H2O(g)  △H3=" +44.0" kJ/mol
第③步反应的热化学方程式为                                     
(2)使用合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为原料,以HCl-NH4Cl为电解质溶液构成新型燃料电池,同时达到固氮作用。该电池的正极反应式为                         ,溶液中H+     极移动(选择填写“正”或“负”)。
(3)某催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3,当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1:2时,其催化活性最高。以Fe2O3为原料制备上述催化剂,可向其中加入适量炭粉,发生如下反应:
2Fe2O3+C4FeO+CO2­。为制得这种活性最高的催化剂,应向480 g Fe2O3粉末中加入炭粉的质量为_____g。
(4)在T℃时,向2L固定体积的密闭容器中加入4 mol A和2 mol B,发生如下反应:
2A(g) + B(g)  C(g) + D(g)  △H =" Q" kJ·mol1
当反应达到平衡时,A的转化率为50﹪。
(ⅰ)在一定条件下,反应可以自发向右进行,可知Q __________0  (填“﹤”、“﹥”或“﹦”)。
(ⅱ)维持温度不变,若向该容器中加入的物质及量如下,使起始时v(正)>v(逆)且达到平衡时C的百分含量为20﹪。下列符合要求的是                     
A.2 mol A、1 mol B         B.1 mol He、3 mol A、1.5 mol B、0.5molC、0.5mol D
C.2 mol C、2 mol D         D.2 molA、1mol B、1 mol C、1 mol D

(15分)生物质资源是一种污染小的可再生能源。生物质的主要转化途径及主要产物如下图。

(1)下列有关说法正确的是                                                
a.生物质能,本质上能量来源于太阳能
b.由纤维素水解获得的乙醇作燃料是利用了生物质能
c.生物质裂解获得的汽油、柴油等属于纯净物
d.由植物秸杆等厌氧发酵获得的沼气,主要成分是甲烷
(2)由生物质能获得的CO和H2,可以合成甲醇和二甲醚(CH3OCH3)及许多烃类物质。当两者1∶1催化反应,其原子利用率达100%,合成的物质可能是                                       
a.汽油         b.甲醇              c.甲醛              d.乙酸
(3)甲醇是一种重要的化工原料,工业上合成甲醇的反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ·mol-1
若在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:

容器



反应物投入量
1molCO 、2molH2
1mol CH3OH
2molCO、4molH2
CH3OH的浓度(mol/L)
c1
c2
c3
反应的能量变化
放出Q1 kJ
吸收Q2 kJ
放出Q3 kJ
平衡常数
K1
K2
K3
反应物转化率
α1
α 2
α3
下列说法正确的是               
a. c1=c2      b. 2Q1=Q3         c. K1=K3      d. α2+ α3 100%
(4)在一定温度和压强下,CO和H2催化合成二甲醚的反应为:
3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)
①若一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,经一定时间达到平衡,并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。则:①反应开始时正、逆反应速率的大小:v(正)____v(逆)(填“ >”、“ < ”或“=”),理由是                                                 
                          。平衡时n(CH3OCH3)=         mol。
②下图为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。

b电极是    极;a电极的反应式为                      

 0  55014  55022  55028  55032  55038  55040  55044  55050  55052  55058  55064  55068  55070  55074  55080  55082  55088  55092  55094  55098  55100  55104  55106  55108  55109  55110  55112  55113  55114  55116  55118  55122  55124  55128  55130  55134  55140  55142  55148  55152  55154  55158  55164  55170  55172  55178  55182  55184  55190  55194  55200  55208  203614 

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