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解答题-原理综合题 较难0.4 引用10 组卷348
甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。
(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝260 kJ·mol－1
已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝－566 kJ·mol－1。
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为_________________________________。
(2)如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

①a处应通入________(填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是__________________________________。
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH________(填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度________。
③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH－以外还含有________(忽略水解)。
④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L(标准状况下)。
2014高三·全国·专题练习
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知识点：盖斯定律的应用甲醇燃料电池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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甲烷是非常重要的能源和化工原料，请回答下列问题。
（1）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　ΔH＝－574 kJ·mol-1，CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　ΔH＝－1160 kJ·mol-1，写出CH4还原NO2至N2的热化学方程式：_____。
（2）如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒镀铜。


①a处应通入______(填“CH4”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应式是 ___________。
②电镀结束后，装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度____(填写“变大”“变小”或“不变”)。
③若实验过程中Ⅱ中的铜片质量减少了1.28g，则Ⅰ中理论上消耗CH4的体积(标准状况)__ _L。
（3）若将题（2）装置Ⅱ中的两电极均改为石墨惰性电极，电解质溶液仍为CuSO4溶液。
①写出装置Ⅱ中发生的总化学反应方程式_________。
②电解硫酸铜溶液一段时间后，装置Ⅱ中溶液的pH____(填写“变大”“变小”或“不变”)；要使原溶液复原，可向电解后的溶液中加入_______。
甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：
（1）以天然气为原料制H2是合成氨的一条重要的路线。甲烷的部分氧化可得到合成氨的原料气H2，其反应式如下：①CH（g）+1/2O（g）══CO（g）+2H（g）   ΔH1＝－35.6kJ·mol，试判断常温下,上述反应能否自发进行:___________(填”能”或”否”)。
有研究认为甲烷部分氧化的机理为：
②CH（g）+2O（g）＝CO2（g）+2H2O（g）   ΔH2＝－890.3kJ·mol；
③CH（g）+CO（g）＝2CO（g）+2H（g）   ΔH3＝+247.3kJ·mol，请结合以上三个反应与条件写出CH4和H2O（g）生成CO和H2的热化学反应方程式：________________________________。
（2）恒温下，向一个2L的密闭容器中充入1 mol N2和2.6 molH2，反应过程中对NH3的浓度进行检测，得到的数据如下表所示：
时间/min51015202530
c(NH3)/( mol ·/L-1)0.080.140.180.200.200.20

此条件下,该反应达到化学平衡时,氮气的浓度为_______________。
（3）如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

①b处电极上发生的电极反应式是_____________________________。
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH___________（填写“变大”、“变小”或“不变”，下同），装置Ⅱ中Cu的物质的量浓度___________________。
③若完全反应后，装置Ⅱ中阴极质量增加12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷_________L （标准状况下）。

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