利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時(shí)，在不同催化劑（I、II、III）作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如下左圖所示。

　　　

(1)在0－30小時(shí)內(nèi)，CH4的平均生成速率vI、vII和vIII從大到小的順序?yàn)?u>                ；反應(yīng)開始后的12小時(shí)內(nèi)，在第       種催化劑的作用下，收集的CH4最多。

(2)將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽(yáng)能反應(yīng)器，一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)  K＝27mol2·L－2。將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉容器，在上述溫度下發(fā)生反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.10mol，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為      　  （保留兩位有效數(shù)字）。

(3)甲烷燃料電池是利用CH4跟氧氣或空氣反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿。下面有關(guān)說(shuō)法正確的是      　（填編號(hào)）。

A．負(fù)極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e- －→4OH-；

B．負(fù)極反應(yīng)為：CH4+10OH- - 8e-－→CO32-+7H2O

C．放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)

D．隨放電的進(jìn)行，溶液的pH值不變

(4)如上右圖是一個(gè)電化學(xué)裝置示意圖，甲烷燃料電池作其電源。

①如果A為含有鐵、銀、金、碳雜質(zhì)的粗銅，B為純銅，C為CuSO4溶液，通電后，Cu2＋的濃度將　    　(填“增大”、“減小”或“不變”)。

②如果A是鉑電極，B是石墨電極，C是KBr溶液，通電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是__________________________。

③特定條件下，該裝置使用惰性電極電解Na2SO4濃溶液可制得少量過(guò)氧化氫：在陽(yáng)極上SO被氧化成S2O(過(guò)二硫酸根離子)，S2O與H2O反應(yīng)即可生成H2O2，

S2O＋2H2O === 2SO＋H2O2＋2H＋。若各反應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率均為100%，則要制取1 mol H2O2，理論上燃料電池需消耗CH4的物質(zhì)的量為              。

（1）VIII＞VII＞VI＞；Ⅱ（2）91%

（3）BC   (4)①減小　�、�2Br-―→Br2+2e－  ③0.25mol

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2012?江蘇三模）合理地固定和利用CO2能有效減少空氣中的溫室氣體，產(chǎn)物還能造福人類．
（1）11km深海底的無(wú)脊椎動(dòng)物依靠化學(xué)自養(yǎng)菌，以海底熱泉噴出液中的H2S和CO2合成（C6H10O5）n和一種淡黃色固體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
12nH2S+6nCO2=C6H10O5）n+12nS↓+7nH2O
12nH2S+6nCO2=C6H10O5）n+12nS↓+7nH2O
．
（2）CO2可用于合成二甲醚（CH3OCH3），有關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1
2CH3OH（g）?H3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23.5kJ?mol-1
①反應(yīng)2CO2（g）+6H2（g）?CH3OCH3（g）+3H2O（g）的△H=
-121.5kJ/mol
-121.5kJ/mol
．
②一定條件下用CO2和H2合成二甲醚，反應(yīng)物氣流量對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率、二甲醚選擇性的影響結(jié)果如下圖所示．控制氣流量為28mL?min-1，生產(chǎn)0.3mol二甲醚需通入CO2的物質(zhì)的量為
20mol
20mol
．

③反應(yīng)2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）在T℃時(shí)的平衡常數(shù)為400．該溫度下，在密閉容器中加入CH3OH，t時(shí)刻時(shí)，測(cè)得c（CH3OH）=0.03mol?L -1，c（CH3OCH3）=0.6mol?L -1，此時(shí)v正
=
=
v逆（填“＞”、“＜”或“等于”）
④二甲醚燃料電池的工作原理如圖1所示．該電池工作時(shí)，a電極的反應(yīng)式為
CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+
CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+
．
（3）一種“碳捕捉”技術(shù)為：將含CO2的工業(yè)尾氣通過(guò)NaOH溶液，在所得溶液中加CaO，充分反應(yīng)后過(guò)濾，濾渣高溫分解得到的高濃度CO2可用于制備甲醇等．該技術(shù)電可以循環(huán)使用的物質(zhì)為
氧化鈣和氫氧化鈉
氧化鈣和氫氧化鈉
．
（4）利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O（g）轉(zhuǎn)化為CH4和O2．紫外光照射時(shí)，等量的CO2和H2O（g）在不同催化劑（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖2所示．在0～30小時(shí)內(nèi)，CH4的半均生成速率v（Ⅰ）、v（Ⅱ）、和v（Ⅲ）、從大到小的順序?yàn)?!--BA-->
v（Ⅲ）＞v（Ⅱ）＞v（Ⅰ）
v（Ⅲ）＞v（Ⅱ）＞v（Ⅰ）
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（1）固定和利用CO2能有效地利用資源，并減少空氣中的溫室氣體．工業(yè)上有一種用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇燃料的方法：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1．某科學(xué)實(shí)驗(yàn)將6molCO2和8molH2充入2L密閉容器中，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖1所示（實(shí)線）．圖中數(shù)據(jù)a（1，6）代表的意思是：在l min時(shí)H2的物質(zhì)的量是6mol．
①下列時(shí)間段平均反應(yīng)速率最大的是
A
A
，最小的是
D
D
．
A．0～1min    B．1～3min    C．3～8min    D．8～11min

②僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示，曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改變的條件是
升高溫度
升高溫度
，曲線Ⅱ?qū)?yīng)的實(shí)驗(yàn)改變的條件是
增大壓強(qiáng)或者是增大CO2濃度
增大壓強(qiáng)或者是增大CO2濃度
．
（2）利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O（g）轉(zhuǎn)化為CH4和O2．紫外光照射時(shí)，等量的CO2和H2O（g）在不同催化劑（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖2所示．在0～30h內(nèi)，CH4的平均生成速率v（Ⅰ）、v（Ⅱ）和v（Ⅲ）從大到小的順序?yàn)?!--BA-->
v（Ⅲ）＞v（Ⅱ）＞v（Ⅰ）
v（Ⅲ）＞v（Ⅱ）＞v（Ⅰ）
．反應(yīng)開始后的12小時(shí)內(nèi)，在第
Ⅱ
Ⅱ
種催化劑的作用下，收集的CH4最多．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（2011?廣東）利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O（g）轉(zhuǎn)化為CH4和O2．紫外光照射時(shí)，在不同催化劑（I，II，III）作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖所示．
（1）在0-30小時(shí)內(nèi)，CH4的平均生成速率VⅠ、VⅡ和VⅢ從大到小的順序?yàn)?!--BA-->
VⅢ＞VⅡ＞VⅠ
VⅢ＞VⅡ＞VⅠ
；
反應(yīng)開始后的12小時(shí)內(nèi)，在第
Ⅱ
Ⅱ
種催化劑的作用下，收集的CH4最多．
（2）將所得CH4與H2O（g）通入聚焦太陽(yáng)能反應(yīng)器，發(fā)生反應(yīng)：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g），該反應(yīng)的△H=+206kJ?mol-1
①在答題卡的坐標(biāo)圖中，畫出反應(yīng)過(guò)程中體系的能量變化圖（進(jìn)行必要的標(biāo)注）
②將等物質(zhì)的量的CH4和H2O（g）充入1L恒容密閉容器，某溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡，平衡常數(shù)K=27，此時(shí)測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.10mol，求CH4的平衡轉(zhuǎn)化率（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）已知：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H=-802kJ?mol-1
寫出由CO2生成CO的熱化學(xué)方程式
CO2（g）+3H2O（g）═2O2（g）+CO（g）+3H2（g）△H=+1008 kJ?mol-1
CO2（g）+3H2O（g）═2O2（g）+CO（g）+3H2（g）△H=+1008 kJ?mol-1
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O（g）轉(zhuǎn)化為CH4和O2．紫外光照射時(shí)，在不同催化劑（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ）作用下，CH4的產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖1所示．精英家教網(wǎng)
（1）在O?30小時(shí)內(nèi)，CH4的平均生成速率v（Ⅰ）、v（Ⅱ）和v（Ⅲ）由大到小的順序?yàn)?!--BA-->
 
；反應(yīng)開始后的15小時(shí)內(nèi)，在第
 
種催化劑的作用下，收集的CH4最多．
（2）將所得CH4與H2O（g）通入聚焦太陽(yáng)能反應(yīng)器，發(fā)生反應(yīng)CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）；△H=+206kJ．mol-1．將等物質(zhì)的量的CH4和H2O（g）充入1L恒容密閉容器，某溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)測(cè)得CO的物質(zhì)的量為O.10mol，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為91%，則此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
 
 （計(jì)算結(jié)果取整數(shù)）．
（3）該反應(yīng)產(chǎn)生的CO和H2可用來(lái)合成可再生能源甲醇，已知CO（g）、CH3OH（l）的燃燒熱△H分別為-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1，則CH3OH（l）不完全燃燒生成CO（g）和H2O（l）的熱化學(xué)方程式為
 
．
（4）工業(yè)上常利用反應(yīng)CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），△H＜0合成甲醇，在230℃?270℃最為有利．為研究合成氣最合適的起始組成比n（H2）：n（CO），分別在230℃、250℃和270℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖2．
①270℃的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所對(duì)應(yīng)的曲線是
 
 （填字母）；
②230℃時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)適宜釆用的合成氣組成n（H2）：n（CO）的比值范圍是
 
 （填字母）．
A.1?1.5   B.2.5?3  C.3.5?4.5
（5）某同學(xué)以石墨為電極，以KOH溶液為電解質(zhì)設(shè)計(jì)甲醇燃料電池，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為
 
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時(shí)，在不同催化劑（I,II,III）作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖13所示。                

（1）在0-30小時(shí)內(nèi)，CH4的平均生成速率VⅠ、VⅡ和VⅢ從大到小的順序?yàn)?u>          ；

反應(yīng)開始后的12小時(shí)內(nèi)，在第      種催化劑的作用下，收集的CH4最多。

（2）將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽(yáng)能反應(yīng)器，發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),該反應(yīng)的△H=+206 kJ•mol-1

將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉容器，某溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡，平衡常數(shù)K=27，此時(shí)測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.10mol，求CH4的平衡轉(zhuǎn)化率（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)  △H=－802kJ•mol-1

 寫出由CO2生成CO的熱化學(xué)方程式                                          

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