天然氣的主要成分是甲烷，它是一種重要的燃料和基礎(chǔ)化工原料．
（1）以甲烷和水為原料可制取甲醇．
①CH4（g）+H2O?CO（g）+3H2（g）△H=+206.0kJ?mol-1
②CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-129.0kJ?mol-1
則CH4（g）+H2O?CH3OH（g）+H2（g）△H=
 
kJ?mol-1
（2）用甲烷催化還原NOx為N2可消除氮氧化物的污染，寫出反應(yīng)的化學方程式
 
．
（3）一定條件下，反應(yīng)CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）可以制取合成氨的原料氣H2．將1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入容積為100L的反應(yīng)室，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖1．已知100℃時達到平衡所需的時間是5min，則用H2表示的反應(yīng)速率v（H2）=
 
；該溫度時的平衡常數(shù)K=
 
，該反應(yīng)的△H
 
0（填“＜”、“＞”或“=”）．
（4）某化學小組設(shè)計如圖2裝置進行飽和NaCl溶液電解實驗．
請回答下列問題：
已知每個甲烷燃料電池中盛有1.0L2.0mol?L-1的KOH溶液．標準狀況下，當每個燃料電池的負極通入甲烷的體積均為33.6L，且反應(yīng)完全，則理論上電池溶液中c（K2CO3）
 
c（KHCO3）（填“＜”、“＞”或“=”）：最多能產(chǎn)生標準狀況氯氣的體積為
 
L．
考點：熱化學方程式,原電池和電解池的工作原理,化學平衡的計算
專題：
分析：（1）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算應(yīng)用；
（2）用甲烷催化還原NOx為N2可消除氮氧化物的污染，產(chǎn)物是氮氣水以及二氧化碳，據(jù)此書寫方程式；
（3）根據(jù)c=
△c
△t
計算v（H2）；計算平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的濃度，代入平衡常數(shù)表達式計算；根據(jù)溫度對平衡移動的影響確定反應(yīng)的吸放熱情況；
（4）根據(jù)二氧化碳和氫氧化鉀反應(yīng)的量的關(guān)系確定產(chǎn)物，根據(jù)電子守恒結(jié)合電極反應(yīng)式進行計算．
解答： 解：（1）Ⅰ：CH4 （g）+H2O （g）=CO （g）+3H2 （g）△H=+206.0kJ?mol-1
Ⅱ：CO （g）+2H2 （g）=CH3OH （g）△H=-129.0kJ?mol-1
依據(jù)蓋斯定律Ⅰ+Ⅱ得到CH4（g）+H2O（g）=CH3OH （g）+H2（g）△H=+77.0 kJ?mol-1
故答案為：CH4（g）+H2O（g）=CH3OH （g）+H2（g）△H=+77.0 kJ?mol-1；
（2）甲烷催化還原NOx為N2可消除氮氧化物的污染，產(chǎn)物是氮氣水以及二氧化碳，方程式為：xCH4（g）+4NOx（g）=2N2（g）+xCO2（g）+2xH2O，
故答案為：xCH4（g）+4NOx（g）=2N2（g）+xCO2（g）+2xH2O；
（3）將1.0mol CH4和2.0mol H2O （ g ）通入容積固定為100L的反應(yīng)室，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)I，由圖象可知100℃甲烷轉(zhuǎn)化率為50%，故參加反應(yīng)的甲烷為1mol×50%=0.5mol，則：
              CH4 （g）+H2O （g）=CO （g）+3H2 （g）
起始量（mol）：1.0       2.0      0         0
變化量（mol）：0.5       0.5      0.5      1.5
平衡量（mol）：0.5       1.5      0.5      1.5
①假設(shè)100℃時達到平衡所需的時間為5min，則用H2表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率=
1.5mol
100L
5min
=0.003 mol?L-1?min-1，
故答案為：0.003 mol?L-1?min-1；
②100℃時反應(yīng)I的平衡濃度為c（CH4）=0.005mol/L，c（H2O）=0.015mol/L，c（CO）=0.005mol/L，c（H2）=0.015mol/L，
平衡常數(shù)K=
0.005×0.0153
0.005×0.015
=2.25×10-4，根據(jù)圖示，升高溫度，甲烷的轉(zhuǎn)化率升高，所以平衡正向移動，反應(yīng)是吸熱的，故答案為：2.25×10-4；＞；
（4）負極通入甲烷的體積均為33.6L，即1.5mol，會產(chǎn)生二氧化碳是1.5mol，1.0L2.0mol?L-1的KOH溶液氫氧化鉀的物質(zhì)的量是2mol，所以3CO2+4OH-=CO32-+2HCO3-+2H2O，溶液中c（K2CO3）＜c（KHCO3），根據(jù)甲烷轉(zhuǎn)移電子的情況CH4～8e-，則1.5mol甲烷轉(zhuǎn)移電子是12mol，根據(jù)反應(yīng)式2Cl--2e-=Cl2↑，轉(zhuǎn)移12mol電子，生成氯氣的量是6mol，體積是6mol×22.4L/mol=134.4L，故答案為：＜；134.4．
點評：本題目綜合考查學生有關(guān)熱化學、電化學以及化學反應(yīng)速率和平衡的有關(guān)計算知識，屬于綜合知識的考查題，難度較大．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：

對于反應(yīng)3X（g）+Y（g）═Z（g），在其他條件不變時，改變其中一個條件則生成Z的速率（填“增大”“減小”或“不變”）：
（1）升高溫度：
 
；
（2）增大壓強：
 
；
（3）增大容器容積：
 
；
（4）加入X：
 
；
（5）加入Y：
 
；
（6）壓縮體積：
 
．

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

下列甲、乙兩組反應(yīng)，生成氣體的物質(zhì)的量相等的是（　�。�
選項甲乙
A1mol碳與足量濃硫酸反應(yīng)1mol銅與足量濃硫酸反應(yīng)
B1mol鐵與足量稀硝酸反應(yīng)1mol鋁與足量稀硝酸反應(yīng)
C27鋁與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)24g鎂與足量鹽酸反應(yīng)
D1L 12mol/L濃鹽酸與足量MnO2反應(yīng)1L 12mol/L濃鹽酸與足量KMnO4反應(yīng)
A、AB、BC、CD、D

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

（1）將一定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空容器中（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計），在恒定溫度下使其達到分解平衡：H2NOONH4（s）?2NH3（g）+CO2（g）
實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：
溫度（℃）15.020.025.030.035.0
平衡氣體總濃度（×10-3mol/L）2.43.44.86.8[來源：www．shulihua．net]9.4
氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H
 
0（填“＞”、“＜”或“=”）
可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達到化學平衡的是
 
．（填字母）
A.2v（NH3）=v（CO2）
B．密閉容器中總壓強不變
C．密閉容器中混合氣體的密度不變
D．密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算25.0℃時的分解平衡常數(shù)為
 
．
（2）25℃時，NH3?H2O電離常數(shù)Kb=1.8×10-5，Mg（OH）2的溶度積常數(shù)Ksp=1.8×10-11，計算0.5mol/L氨水的pH約為
 
．（已知lg3≈0.5）
在某氯化鎂溶液中加入一定量的某濃度的氨水后，測得混合液PH=11，則此溫度下殘留在溶液中的c（Mg2+）=
 
．

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

下列依據(jù)熱化學方程式得出的結(jié)論正確的是（　�。�
A、已知 C（石墨，s）=C（金剛石，s）；△H＞0，則金剛石比石墨穩(wěn)定
B、已知 C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1 C（s）+
1
2
O2（g）=CO（g）△H2，則△H2＞△H1
C、已知 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol，則1mol氫氣完全燃燒放出的熱量為241.8kJ
D、已知 NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol，則含 20gNaOH 的稀溶液與稀鹽酸完全中和，中和熱為 28.65kJ/mol

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

等物質(zhì)的量的下列物質(zhì)與足量稀硝酸反應(yīng)，放出NO氣體的物質(zhì)的量最多的是（　�。�
A、Fe
B、FeO
C、Fe（OH）3
D、FeSO4

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

第三代混合動力車目前一般使用鎳氫電池，該電池中鎳的化合物為正極，儲氫金屬（以M表示）為負極，堿液（主要為KOH）為電解質(zhì)溶液．鎳氫電池工作原理示意如下圖，

其總反應(yīng)式為：H2+2NiOOH 
放電
充電
 2Ni（OH）2，根據(jù)所給信息判斷，混合動力車上坡或加速時，乙電極周圍溶液的pH
 
（填“增大”、“減小”或“不變”），該電極的電極反應(yīng)式為
 
．

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

2011年6月20日我國衛(wèi)生部正式實施了GB2760-2011《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》，對部分食品添加劑的使用規(guī)定進行了調(diào)整．食品添加劑F1和F2的制備流程分別如下（部分反應(yīng)條件略）．
（一）F1的制備流程

（1）屬于氧化反應(yīng)的有
 
（填寫反應(yīng)序號）．反應(yīng)②的化學反應(yīng)方程式是：
 
．
（2）B1中有少量A1，分離的方法是：
 
．
（3）F1在適當?shù)难趸瘎┳饔孟拢玫疆a(chǎn)物C9H10O4，酸性增強，該產(chǎn)物在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)，聚合產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為
 
．
（二）F2的制備流程已知：
①烴A2常作為切割金屬的燃料．
②同一碳原子上有兩個羥基的化合物不穩(wěn)定，易脫水生成醛或酮：
③醛R-CH2-CHO與醛R′-CH2-CHO在一定條件下反應(yīng)，可得到

（4）寫出C2結(jié)構(gòu)簡式：
 
；B2 的同分異構(gòu)體的名稱：
 
．
（5）與D2互為同分異構(gòu)體、分子中含兩個甲基的酯共有
 
種．
（6）E2→F2的三步反應(yīng)中的前兩步反應(yīng)與C2→D2→E2的反應(yīng)過程相似．完成E2→F2第二步反應(yīng)的化學方程式：
 
．

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

下列表示對應(yīng)化學反應(yīng)的離子方程式正確的是（　�。�
A、向NaHCO3 溶液中加入過量的澄清石灰水，出現(xiàn)白色沉淀：2HCO3-+Ca2++2OH-═CaCO3↓+CO32-+2H2O
B、向NH4HCO3 溶液中加過量NaOH 溶液并加熱：NH4++OH-
  △  
.
 
NH3↑+H2O
C、將過量二氧化硫氣體通入氨水中：SO2+NH3?H2O═HSO3-+NH4+
D、用稀硝酸洗滌試管內(nèi)壁的銀鏡：Ag+2H++3NO3-═Ag++NO↑+H2O

查看答案和解析>>

同步練習冊答案