甲醇可作為燃料電池的原料．以CH4和H2O為原料，通過下列反應(yīng)來制備甲醇．
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
（1）CH4（g）與H2O（g）反應(yīng)生成CH3OH（g）和H2（g）的熱化學(xué)方程式為
 
．
（2）將1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入容積為10L的反應(yīng)室，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)I，測(cè)得在一定的壓強(qiáng)下CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖1．

①假設(shè)100℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min，則用H2表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為
 
．
②100℃時(shí)反應(yīng)I的平衡常數(shù)為
 
．
（3）在壓強(qiáng)為0.1MPa、溫度為300℃條件下，將a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)II生成甲醇，平衡后將容器的容積壓縮到原來的
1
2
，其他條件不變，對(duì)平衡體系產(chǎn)生的影響是
 
（填字母序號(hào)）．
A．c（H2）減少              B．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢
C．CH3OH 的物質(zhì)的量增加         D．重新平衡
c(H2)
c(CH3OH)
減小
E．平衡常數(shù)K增大
（4）甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染，有一種電化學(xué)法可消除這種污染，其原理是：通電后，將Co2+氧化成Co3+
，然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化．實(shí)驗(yàn)室用圖2裝置模擬上述過程：
①寫出陽極電極反應(yīng)式
 
．
②寫出除去甲醇的離子方程式
 
．
考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素
專題：基本概念與基本理論
分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算所需熱化學(xué)方程式；
（2）100℃時(shí)達(dá)到平衡時(shí)，甲烷轉(zhuǎn)化率為50%，結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量；
①根據(jù)c=
△n
V
△t
計(jì)算v（H2）；
②計(jì)算平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
（3）其他條件不變，平衡后將容器的容積壓縮到原來的
1
2
，壓強(qiáng)增大，正、逆反應(yīng)速率都增大，但正反應(yīng)速率增大更多，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成物的濃度增大，由于溫度不變，則平衡常數(shù)不變，結(jié)合平衡常數(shù)可知，平衡時(shí)反應(yīng)物各組分的濃度都增大，據(jù)此分析解答；
（4）①通電后，將Co2+氧化成Co3+，電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Co2+-e-=Co3+；
②以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化，自身被還原為Co2+，原子守恒與電荷守恒可知，還原生成H+，配平書寫為：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+．
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）與H2O（g）反應(yīng)生成CH3OH（g）和H2（g）的熱化學(xué)方程式為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）將1.0mol CH4和2.0mol H2O （ g ）通入容積固定為10L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(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min，則用H2表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率=
1.5mol
10L
5min
=0.03 mol?L-1?min-1，
故答案為：0.03 mol?L-1?min-1；
②100℃時(shí)反應(yīng)I的平衡濃度為c（CH4）=0.05mol/L，c（H2O）=0.15mol/L，c（CO）=0.05mol/L，c（H2）=0.15mol/L，
平衡常數(shù)K=
0.05×0.153
0.05×0.15
=2.25×10-2，
故答案為：2.25×10-2；
（3）A．平衡后將容器的容積壓縮到原來的
1
2
，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成物的濃度增大，由于平衡常數(shù)不變，結(jié)合平衡常數(shù)可知，平衡時(shí)反應(yīng)物各組分的濃度都增大，故A錯(cuò)誤；
B．壓強(qiáng)增大，正、逆反應(yīng)速率都增大，但正反應(yīng)速率增大更多，故B錯(cuò)誤；
C．壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CH3OH 的物質(zhì)的量增加，故C正確；
D．壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氫氣的物質(zhì)的量減小、甲醇的物質(zhì)的量增大，故重新平衡
c(H2)
c(CH3OH)
減小，故D正確；
E．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故E錯(cuò)誤，
故答案為：CD；
（4）①、通電后，將Co2+氧化成Co3+，電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Co2+-e-=Co3+；
故答案為：Co2+-e-=Co3+；
②、以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化，自身被還原為Co2+，結(jié)合原子守恒與電荷守恒可知，還原生成H+，配平書寫離子方程式為：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；
故答案為：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；
點(diǎn)評(píng)：本題考查熱化學(xué)方程式書寫、化學(xué)平衡圖象、影響化學(xué)平衡因素、平衡常數(shù)與反應(yīng)速率計(jì)算、原電池等，掌握基礎(chǔ)是解本題的關(guān)鍵，題目難度中等
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

向50mL NaOH溶液中逐漸通入一定量的CO2（假設(shè)溶液體積不變），隨后取此溶液10mL，將其稀釋至100mL，并向此稀釋后的溶液中逐滴加入0.1mol?L-1的鹽酸，產(chǎn)生CO2氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）與所加入的鹽酸的體積關(guān)系如圖，下列分析錯(cuò)誤的是（　�。�
A、產(chǎn)生的CO2體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）為0.056L
B、原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5mol?L-1
C、OA段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：H++OH-═H2O；CO32-+H+═HCO3-
D、NaOH在吸收CO2后，所得溶液的溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3，其物質(zhì)的量濃度之比為1：1

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證Cu與濃硝酸反應(yīng)的過程中可能產(chǎn)生NO．其實(shí)驗(yàn)流程圖如圖1：

（1）測(cè)定硝酸的物質(zhì)的量
反應(yīng)結(jié)束后，從圖2 B裝置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol?L-1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示劑，滴定前后的滴定管中液面的位置如右上圖所示．在B容器中生成硝酸的物質(zhì)的量為
 
mol．
（2）測(cè)定NO的體積
①從上圖所示的裝置中，你認(rèn)為應(yīng)選用
 
裝置進(jìn)行Cu與濃硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，選用的理由是
 
．
②選用上圖所示儀器組合一套可用來完成實(shí)驗(yàn)并測(cè)定生成NO體積的裝置，其合理的連接順序是（填各導(dǎo)管口編號(hào)）
 
．
③在測(cè)定NO的體積時(shí)，若量筒中水的液面比集氣瓶的液面要低，此時(shí)應(yīng)將量筒的位置
 
（“下降”或“升高”），以保證量筒中的液面與集氣瓶中的液面持平．
（3）氣體成分分析：若實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO的體積為112.0mL（已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況），則Cu與濃硝酸反應(yīng)的過程中
 
（填“有”或“沒有”）NO產(chǎn)生，作此判斷的依據(jù)是
 
．
（4）實(shí)驗(yàn)前，用托盤天平稱取的銅片至少應(yīng)為
 
 g．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

將4g NaOH溶于
 
g水中，可使溶液中H2O與Na+的物質(zhì)的量之比等于20：1，此溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
 
；若測(cè)得該溶液的密度為1.1g/cm3，則該溶液體積為
 
（ 保留一位小數(shù)），溶液中c（Na+）為
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

二甲醚（CH3OCH3）具有優(yōu)良的燃燒性能，被稱為21世紀(jì)的“清潔能”．一步法合成二甲醚以（CO/H2）為原料，在一定溫度、壓強(qiáng)和催化劑作用下進(jìn)行，反應(yīng)器中發(fā)生了下列反應(yīng)：
①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），△H1=-90kJ?mol-1
②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g），△H2=-23kJ?mol-1
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），△H3=-41kJ?mol-1
（1）一步法合成二甲醚的3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=
 
，該反應(yīng)在
 
自發(fā)（填“高溫”或“低溫”）．有研究者在催化劑（含Cu-Zn-Al-O和Al2O3），壓強(qiáng)為5.0MPa的條件下由H2和CO直接制備二甲醚，結(jié)果如圖1所示．其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是
 
．

（2）另一種合成二甲醚的方法稱為“二步法”，該工藝為讓反應(yīng)①和反應(yīng)②分別在不同的反應(yīng)器中進(jìn)行，無反應(yīng)③發(fā)生，而“一步法”的反應(yīng)③的發(fā)生提高了CH3OCH3的產(chǎn)率，原因是
 
．
（3）由CO2加氫直接合成二甲醚可以消除過度CO2排放對(duì)環(huán)境的影響．當(dāng)在合成反應(yīng)器中加入碳?xì)浔?span id="8qor8r8" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
n(CO2)
n(H2)
為1：3的混合，在一定條件下反應(yīng)得到二甲醚和水蒸氣，實(shí)現(xiàn)了CO2的減排目的．該反應(yīng)的反應(yīng)方程式為
 
；
（ⅰ）判斷該反應(yīng)在一定溫度下，體積恒定的密閉容器中下列不能作為達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是
 
．
A．容器的密度不變  
B．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
C．平均摩爾質(zhì)量保持不變
D．單位時(shí)間內(nèi)消耗2mol CO2，同時(shí)消耗1mol二甲醚
（ⅱ）相同溫度下，在兩個(gè)設(shè)備中進(jìn)行上述反應(yīng)，某時(shí)刻設(shè)備中各氣態(tài)物質(zhì)的濃度及正逆反應(yīng)速率關(guān)系如表：
設(shè)備編號(hào)c（CO2）
/mol?L-1		c（H2）
/mol?L-1		c（CH3OCH3）
/mol?L-1		c（H2O）
/mol?L-1		v（正）和v（逆）比較
Ⅰ1.0×10-21.0×10-21.0×10-41.0×10-4v（正）=v（逆）
Ⅱ2.0×10-21.0×10-21.0×10-42.0×10-4
判斷設(shè)備Ⅰ中的反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)（填“是”或“否”）
 
，該溫度下的平衡常數(shù)K=
 
；推測(cè)表中空格處v（正）與v（逆）的關(guān)系，并寫出推測(cè)過程）
 
；
（4）如圖2為綠色電“直接二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖，寫出以石墨為電極的電池工作時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

霧霾已經(jīng)嚴(yán)重影響我們的生存環(huán)境．火力發(fā)電廠釋放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等氣體會(huì)造成環(huán)境污染．

（1）利用甲烷催化還原NOx：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ?mol-1
甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為
 
．
（2）將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H3
①取五份等體積CO2和H2的混合氣體（物質(zhì)的量之比均為1：3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)相同時(shí)間后，測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ（CH3OH） 與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線（見圖甲），則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的△H3
 
0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO2和3mol H2，進(jìn)行上述反應(yīng)．測(cè)得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖乙所示．下列說法正確的是
 
（填字母代號(hào)）．
A．第10min后，向該容器中再充入1mol CO2和3mol H2，則再次達(dá)到平衡時(shí)c（CH3OH）=1.5mol/L
B．達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的轉(zhuǎn)化率為0.75
C．0～10分鐘內(nèi)，氫氣的平均反應(yīng)速率為0.075mol/（L?min）
D．該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為
3
16

E．升高溫度將使
n(CH3OH)
n(CO2)
增大
（3）某種脫硫工藝中將煙氣經(jīng)處理后，與一定量的氨氣、空氣反應(yīng)，生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產(chǎn)品化肥．設(shè)煙氣中的SO2、NO2的物質(zhì)的量之比為1：1，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 
．
（4）電化學(xué)降解NO
 
-
3
的原理如題圖丙所示．
①電源正極為
 
（填“A”或“B”），陰極反應(yīng)式為
 
．
②若電解過程中轉(zhuǎn)移了1mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差（△m左-△m右）為
 
g．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

某中學(xué)的化學(xué)興趣小組對(duì)SO2與漂白粉的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)過程如下：取10克漂白粉固體，加入250mL水中，部分固體溶解溶液略有顏色，過濾后用潔凈的玻璃棒沾取濾液到pH試紙上，發(fā)現(xiàn)pH試紙先變藍(lán)（約為12）后褪色．回答下列問題：
（1）工業(yè)制取漂白粉的化學(xué)方程式是
 
，
漂白粉在空氣中變質(zhì)的原因
 
（用化學(xué)反應(yīng)方程式說明）
（2）pH試紙顏色的變化說明漂白粉溶液具有的性質(zhì)是
 
，ClO2和漂白粉一樣也具有強(qiáng)氧化性，其消毒效率（以單位物質(zhì)的量得電子的數(shù)目表示）是Cl2的
 
倍；
（3）將SO2持續(xù)通入漂白粉溶液中，發(fā)現(xiàn)澄清透明的溶液先變?yōu)辄S綠色，隨后溶液中產(chǎn)生大量白色沉淀且黃綠色褪去．回答下列問題：
①澄清透明溶液變?yōu)辄S綠色的可能原因是：隨溶液酸性的增強(qiáng)，漂白粉的有效成分和C1-發(fā)生反應(yīng)．通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了這種可能性，其實(shí)驗(yàn)方案是
 
；
②用離子方程式解釋現(xiàn)象中黃綠色褪去的原因：
 
；
③SO2與漂白粉的有效成分在酸性條件下反應(yīng)的離子方程式：
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

如圖裝置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同（假設(shè)通電前后溶液體積不變），A、B為外接直流電源的兩極．將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色．請(qǐng)回答：

（1）B極是電源的
 
，一段時(shí)間后，甲中溶液顏色逐漸變淺，丁中X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深，這表明氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷，在電場(chǎng)作用下向Y極移動(dòng)．
（2）若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時(shí)，對(duì)應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為
 
．
（3）現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應(yīng)該是
 
（填“鍍層金屬”或“鍍件”），電鍍液是
 
溶液．當(dāng)乙中溶液的pH是13時(shí)（此時(shí)乙溶液體積為500mL），丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為
 
，甲中溶液的pH
 
（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（4）若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式是
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

下列關(guān)于鹽類水解的敘述錯(cuò)誤的是（　�。�
A、鹽類水解是中和反應(yīng)的逆反應(yīng)
B、碳酸鈉溶液水解顯堿性
C、氯化鈉溶液和氯化銨溶液均顯中性
D、鹽溶液的酸堿性主要決定于形成鹽的酸和堿的相對(duì)強(qiáng)弱

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