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    13．天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷．
    （1）科学家用氮化镓材料与铜组装如图1的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4．
    ①写出铜电极表面的电极反应式CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O．
    ②为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量硫酸（选填“盐酸”或“硫酸”）．
    （2）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS．一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式2NH4HS+O2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2NH3•H2O+2S↓．
    （3）天然气的一个重要用途是制取H2，其原理为：CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）．
    ①该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}{c（C{O}_{2}）•c（C{H}_{4}）}$．
    ②在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol•L-1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图2所示，则压强P1＜P2（填“＞”或“＜”）；压强为P2时，在Y点：v（正）＞v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．

    分析 （1）①由电池装置图可知，Cu电极上二氧化碳得电子生成甲烷；
    ②由于氢氧化钠不能提供质子，应选用硫酸；
    （2）吸收液为氨水，产物为NH4HS，吸收液再生，即反应过程中生成一水合氨，依据原子守恒和电子守恒书写化学方程式；
    （3）①根据化学平衡常数表达的意义书写，利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到；
    ②该反应正向为体积增大的方向，压强越大，CH4的转化率越小；压强为P2时，在Y点反应未达到平衡，则反应正向移动；

    解答 解：（1）①由电池装置图可知，Cu电极上二氧化碳得电子生成甲烷，则Cu电极上的电极反应为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，故答案为：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O；
    ②可向装置中加入少量的酸作电解质，由于氢氧化钠不能提供质子，应选用硫酸，所以选用硫酸，故答案为：硫酸；
    （2）H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS，吸收液为氨水，一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，即反应过程中生成一水合氨，依据原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式为：2NH4HS+O2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2NH3•H2O+2S↓，
    故答案为：2NH4HS+O2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2NH3•H2O+2S↓；
    （3）①已知CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g），其平衡常数表达式是K=$\frac{{c}^{2}（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}{c（C{O}_{2}）•c（C{H}_{4}）}$，故答案为：K=$\frac{{c}^{2}（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}{c（C{O}_{2}）•c（C{H}_{4}）}$；
    ②该反应正向为体积增大的方向，压强越大，CH4的转化率越小，已知相同温度下，P1条件下的转化率大于P2，则P1小于P2；压强为P2时，在Y点反应未达到平衡，则反应正向移动，所以v（正）大于v（逆）；
    故答案为：＜；＞．

    点评 本题考查了电极反应方程式的书写、化学平衡常数、平衡移动，题目涉及的知识点较多，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力，题目难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源：2016-2017学年四川省高二上教学质检化学试卷（解析版） 题型：选择题

    下列事实与氢键有关的是

    A．水加热到很高的温度都难以分解

    B．水结成冰体积膨胀，密度变小

    C．CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高

    D．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    4．工业合成氨反应为：N2（g）+3H2（g） $?_{高温高压}^{催化剂}$ 2NH3（g），对其研究如下：
    （1）已知H-H键能为436kJ•mol-1，N-H键能为391kJ•mol-1，N≡N键的键能是945.6kJ•mol-1，则上述反应的△H=-92.46kJ•mol-1．
    （2）上述反应的平衡常数K的表达式为：$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$．若反应方程式改写为：$\frac{1}{2}$N2（g）+$\frac{3}{2}$H2（g）?NH3（g），在该温度下的平衡常数：K1=$\sqrt{K}$（用K表示）．
    （3）在773K时，分别将2molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中n（H2）、n（NH3）与反应时间t的关系如下表：
    t/min051015202530
    n（H2）/mol6.004.503.603.303.033.003.00
    n（NH3）/mol01.001.601.801.982.002.00
    ①该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3浓度分别为3mol/L，3mol/L、3mol/L，此时v正大于v逆（填“大于”、“小于”或“等于”）
    ②由上述表中的实验数据计算得到“浓度～时间”的关系可用如图的曲线表示，表示    c（N2）～t的曲线是乙．在此温度下，若起始充入4molN2和12molH2，反应刚达到平衡时，表示c（H2）的曲线上相应的点为B．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    1．在体积为2L的密闭容器中，充入6mol N2，10mol H2，发生反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）反应进行5min时，测得NH3的浓度为1mol•L-1，在此时间内，下列反应速率表示正确的是（　　）
    A．v（NH3）=0.1mol•L-1•min-1B．v（N2）=0.7 mol•L-1•min-1
    C．v（NH3）=0.2mol•L-1•min-1D．v（H2）=0.3mol•L-1•min-1

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    8．广州亚运会“潮流”火炬采用具有广州民间特色的象牙雕镂空工艺，以水的和谐与火的激情交相凝聚为理念，寄托了亚洲人民共同推进和平与发展的期望．火炬内熊熊大火来源于丙烷的燃烧，丙烷是一种优良的燃料．试回答下列问题：
    （1）如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O（l）过程中的能量变化图，请在图中的括号内填入“+”或“-”．
    （2）写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）△H1=-2215.0 kJ/mol．
    （3）二甲醚（CH3OCH3）是一种新型燃料，应用前景广阔．1mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455kJ热量．若1mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为1：3．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    18．反应2SO2+O2?2SO3经a min后，SO3浓度的变化情况如图所示，在时间0-a min内用O2表示的平均反应速率为0.04mol/（L•min），则a等于（　　）
    A．5B．2.5C．7.5D．10

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    5．下列说法中正确的是（　　）
    A．标准状况下，22.4 L水中所含的分子数约为6.02×1023个
    B．1 mol Cl2中含有的原子数为NA
    C．标准状况下，a L氧气和氮气的混合物含有的分子数约为$\frac{a}{22.4}$×6.02×1023个
    D．常温常压下，11.2 L CO分子数是0.5NA

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    2．还原剂还原法、光催化氧化法、电化学吸收法是减少氮氧化物排放的有效措施．

    ①TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH，OH能将NO、NO2氧化，如图1所示，OH与NO2的反应为NO2+OH═HNO3．写出OH与NO反应的化学方程式：3OH+NO═HNO3+H2O．
    ②如图2所示的装置能吸收和转化NO2、NO和SO2，阴极排出的溶液中含S2O42-离子，能吸收NOx气体，生成的SO32-可在阴极区再生．将S2O42-吸收NO2的离子方程式配平，并在方格内填上相应物质：
    4S2O42-+2NO2+8OH-═SO32-+1N2+4H2O□．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    3．将2.1g镁铝合金的碎片加入50mL盐酸中，待合金完全溶解后，生成0.1mol H2，得到溶液X．下列分析一定正确的是（　　）
    A．开始时观察到金属碎片表面有极少量气泡，可能原因为该金属片表面有氧化膜
    B．过程中观察到金属碎片表面有大量气泡并在液面上“翻滚”，说明该合金碎片的密度小于该盐酸溶液的密度
    C．该盐酸的物质的量浓度一定为4.0 mol•L-1
    D．溶液X中Mg2+与Al3+的物质的量之比一定为1：1

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