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【題目】CH4既是一種重要的能源，也是一種重要的化工原料。

（1）甲烷的電子式為__。

（2）甲烷高溫分解生成氫氣和碳。在密閉容器中進行此反應時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒，其目的是__。

（3）以CH4為燃料可設計成結構簡單、能量轉化率高、對環(huán)境無污染的燃料電池，其工作原理如圖所示，則通入a氣體的電極名稱為__，通入b氣體的電極反應式__。(質子交換膜只允許H+通過)

（4）在一定溫度和催化劑作用下，CH4與CO2可直接轉化成乙酸，這是實現“減排”的一種研究方向。

①在不同溫度下，催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示，則該反應的最佳溫度應控制在__左右。

②該反應催化劑的有效成分為偏鋁酸亞銅(CuAlO2，難溶物)。將CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體，其離子方程式為__。

（5）CH4還原法是處理NOx氣體的一種方法。已知一定條件下CH4與NOx反應轉化為N2和CO2，若標準狀況下8.96LCH4可處理22.4LNOx，則x值為__。

【答案】 提供CH4分解所需的能量 負極 O2+4H++4e-=2H2O 250℃ 3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑ 1.6

【解析】

(1)甲烷屬于共價化合物，以共用電子對形成共價鍵；

(2)甲烷分解需要熱量，燃燒可提供部分能量；

(3)由圖可知，通入氣體a的一端發(fā)生氧化反應，故應通入甲烷，該極為負極，通入b為氧氣，得到電子，在酸性條件下生成水；

(4)①根據乙酸反應速率最大，催化活性最高選擇；②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體，生成的鹽為硝酸鋁、硝酸銅，反應還有水生成，寫出離子方程式并配平；

(5)根據電子轉移守恒計算；

根據以上分析解答。

(1甲烷屬于共價化合物，以共用電子對形成共價鍵，甲烷的電子式為：；

答案為：。

(2)甲烷高溫分解生成氫氣和碳。在密閉容器中進行此反應時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒，其目的是提供甲烷分解所需的能量；

答案為：提供CH4分解所需的能量。

(3)由圖可知，通入氣體a的一端發(fā)生氧化反應，故應通入甲烷，該極為負極，通入b為氧氣，得到電子，在酸性條件下生成水，正極反應式為：O2+4H++4e-=2H2O；

答案為：負極 ；O2+4H++4e-=2H2O 。

(4)①250℃時乙酸反應速率最大，催化活性最高；

答案為：250℃。

②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體，生成的鹽為硝酸鋁、硝酸銅，反應還有水生成，反應離子方程式為：3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑。

答案為：3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑。

(5)反應中C元素化合價由CH4里的-4價變成CO2里的+4價，N元素由NOx里的+2x變成N2里的0，根據氧化還原反應中得失電子數目相等可得關系式：8.96L[4-(-4)]=22.4L2x,解得x=1.6；

答案為：1.6。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】某地酸雨可能含有下表中的離子。取一定量該地酸雨分成A、B、C、D四份，進行如下探究：

請回答下列問題：

(1)該酸雨中肯定存在的離子有____________________________________________。

(2)不能肯定存在的陰離子是________，能證明該陰離子是否存在的簡單實驗操作為________________________________________________________________________。

(3)寫出溶液中滴加淀粉KI溶液所發(fā)生反應的離子方程式：______________________________。

(4)為了探究NO參與的硫酸型酸雨的形成，在燒瓶中充入含有少量NO的SO2氣體，慢慢通入O2，再噴射適量蒸餾水即得硫酸型酸雨，NO的作用為__________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】常溫下，1mol化學鍵斷裂形成氣態(tài)原子所需要的能量用表示。結合表中信息判斷下列說法不正確的是( )

共價鍵

H-H

F-F

H-F

H-Cl

H-I

E(kJ/mol)

436

157

568

432

298

A. 432kJ/mol>E(H-Br)>298kJ/mol B. 表中最穩(wěn)定的共價鍵是H-F鍵

C. H2(g)→2H(g) △H=+436kJ/mol D. H2(g)+F2(g)=2HF(g) △H=-25kJ/mol

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】草酸是一種二元弱酸，可用作還原劑、沉淀劑等。某校課外小組的同學設計利用C2H2氣體制取H2C2O4·2H2O�；卮鹣铝袉栴}：

(1)甲組的同學以電石(主要成分CaC2，少量CaS及Ca3P2雜質等)為原料，并用下圖1裝置制取C2H2。

①電石與水反應很快，為了減緩反應速率，裝置A中除用飽和食鹽水代替水之外，還可以采取的措施是__________（寫一種即可）。

②裝置B中，NaClO將H2S、PH3 氧化為硫酸及磷酸，本身被還原為NaCl，其中PH3被氧化的離子方程式為______。該過程中，可能產生新的雜質氣體Cl2，其原因是： _____________（用離子方程式回答）。

(2)乙組的同學根據文獻資料，用Hg(NO3)2作催化劑，濃硝酸氧化C2H2制取H2C2O4·2H2O。制備裝置如上圖2所示：

①裝置D中多孔球泡的作用是______________________。

②裝置D中生成H2C2O4的化學方程式為____________________________。

③從裝置D中得到產品，還需經過_____________（填操作名稱）、過濾、洗滌及干燥。

(3)丙組設計了測定乙組產品中H2C2O4·2H2O的質量分數實驗。他們的實驗步驟如下：準確稱取m g產品于錐形瓶中，加入適量的蒸餾水溶解，再加入少量稀硫酸，然后用c mol·L－1酸性KMnO4標準溶液進行滴定至終點，共消耗標準溶液V mL。

①滴定終點的現象是______________________。

②滴定過程中發(fā)現褪色速率開始很慢后逐漸加快，分析可能的原因是_______________。

③產品中H2C2O4·2H2O的質量分數為_______________（列出含 m、c、V 的表達式）。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】(1)元素周期表體現了元素周期律，元素周期律的本質是原子核外電子排布的周期性變化。

①下表中的實線是元素周期表的部分邊界。請在表中用實線補全周期表的邊界_____________。

②元素甲是第三周期第VIA族元索，請在右邊方框中按上圖中氫元素的樣式寫出元素甲的原子序數、元素符號、元素名稱和相對原子質量(取整數)________________。

③元素乙的M層電子數比K層電子數多1，則乙原子半徑與甲原子半徑比較: _______>________(用元素符號表示)。甲、乙的最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱為_______>________(用化學式表示)。

④請寫出55號元素在元素周期表中的位置:_______________________________

(2) 工業(yè)合成氨的反應N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)是一個可逆反應、反應條件是高溫、 高壓，并且需要合適的催化劑。已知形成1mol H一H鍵、1mol N一H鍵、Imol 鍵放出的能量分別為436kJ、391kJ、946kJ。

①若1mol N2完全反應生成NH3可____________(填“吸收”或“放出”)熱量_________ kJ。

②如果將1mol N2和3mol H2混合，在一定條件下使其充分反應，測得的熱量數值總小于上述數值，

其原因是_______________________________________________________________

③實驗室模擬工業(yè)合成氨時，在容積為2L的密閉容器中進行,反應經過10min后，生成10molNH3則用N2表示的化學反應速率是_______________。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】用純凈的CaCO3與100 mL稀鹽酸反應制取CO2，實驗過程記錄如圖所示(CO2的體積已折算為標準狀況下的體積)，下列分析正確的是（ ）

A．OE段表示的平均速率最快

B．EF段，用鹽酸表示該反應的平均反應速率為0.4 mol·L－1·min－1

C．OE、EF、FG三段中，該反應用二氧化碳表示的平均反應速率之比為2∶6∶7

D．F點收集到的CO2的量最多

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】某密閉容器中充入等物質的量的A和B，一定溫度下發(fā)生反應A(g)＋xB(g) 2C(g)，達到平衡后，在不同的時間段內反應物的濃度隨時間的變化如圖甲所示，正逆反應速率隨時間的變化如圖乙所示，下列說法中正確的是(　　)

A.30～40 min間該反應使用了催化劑

B.化學方程式中的x＝1，正反應為吸熱反應

C.30 min時降低溫度，40 min時升高溫度

D.8 min前A的平均反應速率為0.08 mol·L－1·min－1

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】消除含氮、硫等化合物的污染對建設美麗家鄉(xiāng)，打造宜居環(huán)境具有重要意義。

I．用NH3催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染，NOx若以NO為例，在恒容容器中進行反應：4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。

（1）以下選項可以判斷反應達到平衡狀態(tài)的是_______。

A．.4v正(NH3)=5v逆(N2) B．反應體系中氣體密度不變

C．.反應體系中氣體壓強不變 D．反應體系中氣體平均摩爾質量不變

（2）圖I中曲線表示轉化率與反應時間的關系。若改變起始條件，使反應過程由a狀態(tài)轉為b狀態(tài)進行，可采取的措施是_______

A．降低溫度 B．增大反應物中NO的濃度

C．加催化劑 D．向密閉容器中通入氬氣

II．燃煤煙氣中含有大量SO2和NO。某科研小組研究臭氧氧化的堿吸收法同時脫除SO2和NO工藝，反應進程如圖II所示。

反應1：NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)

反應2：SO2(g)＋O3(g)SO3(g)＋O2(g)

已知該體系中溫度80℃以上臭氧發(fā)生分解反應：2O33O2。且100℃時臭氧的分解率約為10％。請回答：

（1）寫出反應1的熱化學方程式_______，反應1在高溫下不能自發(fā)進行，則該反應的熵變ΔS_______0（填“大于”或“小于”）。

（2）其他條件不變，向五個體積固定為1L的密閉容器中均充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模擬煙氣和2.0mol O3，在不同溫度下反應相同時間后體系中NO和SO2的轉化率如圖所示：

①若P、Q兩點為非平衡點，試分析P點轉化率大于Q點的可能原因_______。100℃，t秒時反應1進行到P點，反應從開始到t秒時NO的平均速率v(NO)=_______mol·L1·s1（用含t的式子表示）。

②若Q點為平衡點，100℃下反應2的平衡常數的數值約為_______（精確到0.01）。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】無水AlCl3易升華，可用作有機合成的催化劑等。工業(yè)上以鋁土礦(Al2O3、Fe2O3)為原料制備無水AlCl3的工藝流程如下：

（1） 氯化爐中Al2O3、Cl2和C反應的化學方程式為____________________。

（2）用Na2SO3溶液可除去冷卻器排出的尾氣中的Cl2，此反應的離子方程式為__________。

（3）升華器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，其作用是________。

（4）為測定制得的無水AlCl3產品(含雜質FeCl3)的純度，稱取16.25 g無水AlCl3樣品，溶于過量的NaOH溶液中，過濾出沉淀物，沉淀物經洗滌、灼燒、冷卻、稱重，得其質量為0.32 g。

① 寫出上述除雜過程中涉及的離子方程式___________、____________。

② AlCl3產品的純度為________。

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