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解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷112
随着经济的发展，能源与环境问题越来越受到人们的重视和关注，资源利用和环境保护是当前重要研究课题，回答下列问题：
(1)合成气(、、)在工业上可用来生产甲醇，有关反应的热化学方程式及不同温度下的化学平衡常数如表所示：
热化学方程式平衡常数温度／℃
500700800
Ⅰ.2.500.3400.150
Ⅱ.2.500.5780.378
则反应_______(用含a、b代数式表示)，_______0(填“>”或“<”)。
(2)科学家提出利用与制备“合成气”(、)，可能的反应历程如下图所示：

注：表示吸附性活性炭，E表示相对总能量，表示过渡态。
若则决定制备“合成气”反应速率的化学方程式为_______。
(3)一定条件下，向密闭容器中通入一定量的和制备甲醇，投料比，反应为；测得容器内总压强与反应时间的关系如下图所示。

①X点的逆反应速率(逆)与Y点的正反应速率(正)的大小关系：(逆)_______(正)(填“>”、“<”或“=”)。
②图中Z点的压强平衡常数_______(保留两位有效数字；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(4)利用电化学方法通过微生物电催化将有效地转化为，装置如图所示。

阴极区电极反应式为_______；当体系的温度升高到一定程度，电极反应的速率反而迅速下降，其主要原因是_______。装置工作时，阴极区除生成外，还可能生成副产物并降低电解效率。已知：电解效率，标准状况下，当右池生成氧气体积为时，测得左池的物质的量为，则电解效率为_______。
22-23高二上·湖南怀化·期末
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知识点：盖斯定律及其有关计算催化剂对化学反应速率的影响温度对化学平衡移动的影响电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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二氧化碳的排放越来越受到能源和环境领域的关注.其综合利用是目前研究的重要课题之一，试运用所学知识，解决以下问题：
(1)工业上利用合成气(CO、CO2、H2)来生产甲醇，有关反应的热化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如表所示：
化学反应平衡常数温度/℃
500700800
Ⅰ.∆K12.50.340.15
Ⅱ. ∆H2K21.01.702.52
Ⅲ. ∆HK3
则反应Ⅲ的 ∆H=_______(用∆和∆H2表示)，∆H_______0(填“>”或“<”)
(2)科学家提出利用CO2与CH4制备“合成气”(CO、H2)，可能的反应历程如图所示：

注：C(ads)为吸附性活性炭，方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量，其中TS表示过渡态。
若，则决定制备“合成气”反应速率的化学方程式为_______。
(3)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-，装置如图所示。

①在该装置中，右侧 Pt 电极的电极反应式为_______。
②装置工作时，阴极除有HCOO-生成外，还可能生成副产物降低电解效率。
已知：电解效率= 100%
标准状况下，当阳极生成氧气体积为448mL时，测得阴极区内的c(HCOO-)=0.03 mol/L，电解效率为_______(忽略电解前后溶液的体积变化)。
(4)已知水煤气法制备H2的反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。将等体积的CO(g)和H2O(g)充入恒容密闭容器中，反应速率，其中、分别为正、逆反应的速率常数且只与温度有关，在 700℃和 800℃时，CO的转化率随时间变化的曲线如图所示。M点与N点对应的的大小关系：M_______N(填“>”、“<”或“=”)，计算N点时_______。
二氧化碳的排放越来越受到能源和环境领域的关注，其综合利用是目前研究的重要课题之一，试运用所学知识，解决以下问题：
(1)CH4—CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，其工艺过程中涉及如下反应：
反应①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
反应②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ·mol-1
反应③CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g) △H3=-36.0kJ·mol-1
反应④O2(g)+H2(g)H2O(g) △H4=-241.8kJ·mol-1
则△H1=____kJ·mol-1。
一定条件下，向体积为VL的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0mol及少量O2，测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。1100K时，CH4与CO2的转化率分别为90%和95%，图中b代表产物____。当温度高于900K，H2O的含量随温度升高而下降的主要原因是____。

(2)工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0，在一定条件下，将1molCO和2molH2通入体积为2L的密闭容器中进行反应，当改变某一外界条件(温度或压强)时，CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示：

①下列描述能说(明该反应处于化学平衡状态的是____(填字母)。
A.CO的体积分数保持不变            B.容器中CO的转化率与H2的转化率相等
C.v逆(CH3OH)=2v正(H2) D.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
②平衡时，M点CH3OH的体积分数为10%，M点时该反应的平衡常数为____。
③X轴上a点的数值比b点____(填“大”或“小”)，图中Y轴表示____。
(3)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-，装置如图所示。

①在该装置中，右侧Pt电极的电极反应式为____。
②装置工作时，阴极除有HCOO-生成外，还可能生成副产物降低电解效率。
已知：电解效率=×100%，标准状况下，当阳极生成氧气体积为448mL时，测得阴极区内的c(HCOO-)=0.03mol/L，电解效率为____(忽略电解前后溶液的体积变化)。
合成气的生产和应用在化学工业中有极为重要的地位。回答下列问题：
(1)利用合成气(主要成分CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，可能发生的反应有：
①CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)                            ΔH1=-63 kJ•mol-1
②CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)                                  ΔH2
③CH3OH(g)=CO(g)＋2H2(g)                                         ΔH3
已知部分化学键键能数据如下表：
化学键H=HC=OCOO-H
键能(kJ•mol-1)4368031076465
则ΔH3=_______kJ•mol-1。
(2)工业上可用CH4-H2O催化重整法制备合成气，其原理为：
反应ⅰ：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)
反应ⅱ：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)
将1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)充入温度恒为298 K、压强恒为100 kPa的密闭容器中，发生反应ⅰ，不考虑反应ⅱ的发生。反应ⅰ中，正反应速率v正=k正×p(CH4)×p(H2O)，p为分压(分压=总压×物质的量分数)。若该条件下k正=4.5×10-4 kPa-1•s-1，当CH4分解率为20％时，v正=_______kPa•s-1。
(3)CO2和CH4在一定条件下反应也可制得合成气。在1.0 L密闭容器中充入1.0 mol CH4和1.0 mol CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)＋CO2(g)⇌2CO(g)＋2H2，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示。

①比较压强大小：p1_______p3。(填“>”“＜”或“=”)
②若要提高CH4的平衡转化率，可采取的措施有_______，_______。(任写两条)
③若p4=2.0 MPa，则x点的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
(4)科学家设计了一种电解装置，能将甘油(C3H8O3)和二氧化碳转化为甘油醛(C3H6O3)和合成气，装置如下图所示。

①催化电极b应与电源_______(填“正”或“负”)极相连。
②电解一段时间后，催化电极a附近的pH值将_______(填“增大”“减小”或“不变”)，用电极反应方程式解释原因：_______。
③当外电路转移2 mol e-时，生成的合成气在标况下的体积为_______。

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