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    （14分）化学在能源开发与利用中起着十分重要的作用。
    （1）蕴藏在海底的可燃冰是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体．被称之为“未来能源”。在25℃、101 kPa下，1g甲烷完全燃烧生成和液态水时放热55.6 kJ。甲烷燃烧的热化学方程式为 ______：相同条件下，356 g可燃冰（分子式为CH4·9H2O，Mr＝178）释放的甲烷气体完全燃烧生成CO2和液态水，放出的热量为_______kJ。
    （2）二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源，具有清洁、高效的优良性能。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制各二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
    甲醇合成反应：
    （Ⅰ）CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）  △H1＝－90.1kJ?mol-1
    （Ⅱ）CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g） △H2＝－49.0kJ?mol-1
    水煤气变换反应：（Ⅲ）CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2 （g） △H3＝－41.1kJ?mol-1
    二甲醚合成反应：（Ⅳ）2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4＝－24.5kJ?mol-1
    ①分析二甲醚合成反应(iv)对于CO转化率的影响___________________________________。
    ②由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为：__________________。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_________________________________。
    （3）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。若电解质为碱性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为______________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________电子的电量。

    （1）2O2（g）+CH4（g）═CO2（g）+H2O（l） △H＝－889.6kJ/mol   1779.2
    （2）①消耗甲醇，促进甲醇合成反应（Ⅰ）平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应（Ⅲ）消耗部分CO
    ②2CO（g）+4H2（g）＝CH3OCH3（g）+H2O（g） △H＝－204.7kJ?mol-1
    该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加．压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大
    （3）CH3OCH3＋16OH－－12e－＝2CO32－＋11H2O；12

    解析试题分析：（1）1g甲烷完全燃烧生成和液态水时放热55.6 kJ，则16g甲烷即1mol甲烷完全燃烧生成和液态水时放热55.6 kJ×16＝889.6kJ，因此甲烷燃烧的热化学方程式为2O2（g）+CH4（g）═CO2（g）+H2O（l） △H＝－889.6kJ/mol。356 g可燃冰（分子式为CH4·9H2O，Mr＝178）中甲烷的质量是356g×＝32g，即含有2mol甲烷，所以释放的甲烷气体完全燃烧生成CO2和液态水，放出的热量为889.6kJ/mol×2mol＝1779.2kJ。
    （2）①二甲醚合成反应（Ⅳ）对于CO转化率的影响，消耗甲醇，促进甲醇合成反应（Ⅰ）CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应（Ⅲ）CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2 （g）消耗部分CO，故答案为：消耗甲醇，促进甲醇合成反应（Ⅰ）平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应（Ⅲ）消耗部分CO；
    ②Ⅰ、CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1=-90.1kJ?mol-1、Ⅳ、2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4=-24.5kJ?mol-1，依据盖斯定律Ⅰ×2+Ⅳ得到：2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3+H2O（g） △H＝－204.7kJ?mol-1。该反应是气体体积减小的反应，增加压强平衡正向进行，反应速率增大，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加；故答案为：2CO（g）+4H2（g）＝CH3OCH3（g）+H2O（g）△H＝－204.7kJ?mol-1；该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加．压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大；
    （3）原电池中负极失去电子，则二甲醚在负极发生氧化反应。若电解质为碱性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为二甲醚失电子生成碳酸根，结合原子守恒和电荷守恒写出电极反应为：CH3OCH3＋16OH－－12e－＝2CO32－＋11H2O； 根据负极电极反应式可知一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生12个电子的电量。
    考点：考查热化学方程式书写、反应热计算；外界条件对反应速率和平衡状态的影响以及原电池原理

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥，在工农业生产中有着非常重要的地位。
    （1）工业上合成尿素的反应如下：
    2NH3(l)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(l)  △H=-103．7 kJ·mol-1
    下列措施中有利于提高尿素的生成速率的是           

    A．采用高温
    B．采用高压
    C．寻找更高效的催化剂
    D．减小体系内CO2浓度
    （2）合成尿素的反应在进行时分为如下两步：
    第一步：2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l) △H1
    第二步：H2NCOONH4(l) H2O(l)+H2NCONH2(l)  △H2．
    某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0．5 L密闭容器中投入4 mol氨和l mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如下图I所示：

    ①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第    步反应决定，总反应进行到   min时到达平衡。
    ②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上图II所示，则△H2    0(填“>” “<” 或 “=”)
    （3）在温度70-95℃时，工业尾气中的NO、NO2可以用尿素溶液吸收，将其转化为N2
    ①尿素与NO、NO2三者等物质的量反应，化学方程式为
                                                                
    ②已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)．△H=180．6 kJ·mol-1
    N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92．4 kJ·mol-1
    2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  △H=-483．6 kJ·mol-1
    则4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)  △H=    kJ·mol-1
    （4）尿素燃料电池结构如上图III所示。其工作时负极电极反应式
    可表示为                                                   。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    运用反应原理研究氮、硫、氯、碘及其化合物的反应有重要意义。
    （1）在反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的混合体系中，SO3的百分含量和温度的关系如下图(曲线上任何一点都表示平衡状态）：

    ①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H        0（填“>”或“<”）；若在恒温、恒压时，向该平衡体系中通入氦气平衡将        移动（填“向左”、“向右”或“不”）；
    ②当温度为T1，反应进行到状态D时，V正        V逆（填“>”、“<”或“=”）。
    （2）①下图是一定条件下，N2和H2发生可逆反应生成1mol NH3的能量变化图，该反应的热化学反应方程式                 。(△H用含Q1、Q2的代数式表示）

    ②25°C时，将a mol ? L―1的氨水与b mol ? L―1的盐酸等体积混合，所得溶液的pH=7，则c (NH4+)         c(Cl―)，a        b（填“>”、“<”或“=”）；
    （3）海水中含有大量以化合态形式存在的氯、碘元素。已知：250C时，Ksp(AgCl)=1.6×10―10mol2?L―2、Ksp(AgI)=1.5×10―16mol2?L―2。
    在 250C时，向 10mL0.002mol?L―1的 NaCl溶液中滴入 10mL0.002mol?L―1AgNO3溶液，有白色沉淀生成，向所得浊液中继续滴人0.1mol ?L―1的NaI溶液，白色沉淀逐渐转化为黄色沉淀，其原因是        ，该反应的离子方程式                 。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    甲醇是一种常用的燃料，工业上可以用CO和H2在一定条件下合成甲醇。
    （1）已知CO（g）、H2（g）、CH3OH（1）的燃烧热△H分别为：-283.0kJ／mol、-285.8 kJ/mol、-726.5kJ/mol，则CO合成甲醇的热化学方程式为：                     。
    （2）在恒容密闭容器中CO与H2发生反应生成甲醇，各物质浓度在不同条件下的变化状况如图所示（开始时氢气的浓度曲线和8分钟后甲醇的浓度曲线未画出。4分钟和8分钟改变的条件不同）：   

    ①下列说法正确的是       

    A．起始时n（H2）为1．7mol
    B．当容器内压强恒定时，说明反应达到平衡状态
    C．4分钟时，改变的条件是升高温度
    D．7分钟时，v（CO）=v（CH­3OH）
    ②计算0~2min内平均反应速率v（H2）=        
    ③在3min时该反应的平衡常数K=      （计算结果）
    ④在图中画出8~12min之间c（CH3OH）曲线   
    （2）2009年，中国在甲醇燃料电池技术上获得突破，组装了自呼吸电池及主动式电堆，其装置原理如图甲。

    ①该电池的负极反应式为：                    。
    ②乙池是一铝制品表面“钝化”装置，两极分别为铝制品和石墨。
    M电极的材料是               ，该铝制品表面“钝化”时的反应式为：                       。

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    科目：高中化学 来源： 题型：问答题

    （15分）A、B、C、D、E、F是中学化学中常见的六种短周期元素，有关位置及信息如下：A的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成离子化合物；C单质一般保存在煤油中；F的最高价氧化物对应的水化物既能与酸反应又能与碱反应，G单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀或损坏。请回答下列问题：

    （1）A元素的氢化物水溶液能使酚酞变红的原因用电离方程式解释为            。
    （2）同温同压下，将a L A氢化物的气体和b L D的氢化物气体通入水中，若所得溶液的pH=7，则a    b(填“>"或“<”或“=”)
    （3）常温下，相同浓度F、G简单离子的溶液中滴加NaOH溶液，F、G两元素先后沉淀，F (OH)n完全沉淀的pH是4.7，G (OH)n完全沉淀的pH是2.8，则ksp较大的是：              （填化学式）
    （4）A与B可组成质量比为7:16的三原子分子，该分子释放在空气中其化学作用可能引发的后果有：                。
    ①酸雨          ②温室效应     ③光化学烟雾    ④臭氧层破坏
    （5）A和C组成的一种离子化合物，能与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是        。
    （6）已知一定量的E单质能在B2 (g)中燃烧，其可能的产物及能量关系如下左图所示：请写出一定条件下EB2(g) 与E（s）反应生成EB(g)的热化学方程式          。
                
    （7）若在D与G组成的某种化合物的溶液甲中，加入铜片，溶液会慢慢变为蓝色，依据产生该现象的反应原理，所设计的原电池如上右图所示，其反应中正极反应式为                 。

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    科目：高中化学 来源： 题型：问答题

    乙醇汽油含氧量达35%,使燃料燃烧更加充分,使用车用乙醇汽油，尾气排放的CO
    和碳氢化合物平均减少30%以上,有效的降低和减少了有害的尾气排放。但是汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，对NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。NOx排入空气中，形成酸雨，造成空气污染。NOx中有一种红棕色气体，其溶于水的方程式是       。
    （2）已知NO2和N2O4的结构式分别是  和  。

    物质
    		NO2
    		N2O4
    化学键
    		    N＝O
    		N—N
    		 N＝O
    键能（kJ/mol）
    		466
    		167
    		438
          写出NO2转化N2O4的热化学方程式       。
    （3）研究人员在汽车尾气系统中装置催化转化剂，可有效降低NOx的排放。
    ①写出用CO还原NO生成N2的化学方程式       。
    ②在实验室中模仿此反应，在一定条件下的密闭容器中，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况和n (NO)/n(CO)比例变化情况如下图。

    为达到NO转化为N2的最佳转化率，应该选用的温度和n(NO)/n(CO)比例分别为       、       ；该反应的?H       0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
    （4）用 CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物生成无污染的物质。CH4与NO 发生反应的化学方程式为       。

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    科目：高中化学 来源： 题型：问答题

    （14分）硫化物在自然界中的部分循环关系如下。

    （1）H2S在空气中可以燃烧。
    已知： 2H2S(g) + O2(g) 2S(s) + 2H2O(g)  ΔH= －442.38 kJ/mol    ①
    S(s) + O2(g)  SO2(g)             ΔH=－297.04 kJ/mol    ②
    H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和H2O(g)的热化学方程式是     。
    （2）SO2是大气污染物，海水具有良好的吸收SO2的能力，其过程如下。
    ① SO2溶于海水生成H2SO3，H2SO3最终会电离出SO32—，其电离方程式是     。
    ② SO32—可以被海水中的溶解氧氧化为SO42—。海水的pH会     （填“升高” 、“不变”或“降低”）。
    ③ 为调整海水的pH，可加入新鲜的海水，使其中的HCO3—参与反应，其反应的离子方程式是     。
    ④ 在上述反应的同时需要大量鼓入空气，其原因是     。
    （3）自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS，慢慢转变为铜蓝（CuS），用化学用语表示由ZnS转变为CuS的过程：     。
    （4）SO2和O2在H2SO4溶液中可以构成原电池，其负极反应式是     。

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    科目：高中化学 来源： 题型：计算题

    （1）H2S的燃烧热ΔH＝ －a kJ·mol－1，则H2S燃烧反应的热化学方程式为         。
    （2）已知：高温下，在密闭容器中用H2还原WO2可得到金属钨。当温度过高时，WO2(s)会转变为WO2 (g)。请根据以下反应：
    WO2 (s) + 2H2 (g)  W (s) + 2H2O (g)；ΔH＝ +66.0 kJ· mol－1
    WO2 (g) + 2H2 W (s) + 2H2O (g)；ΔH ＝ －137.9 kJ· mol－1
    计算出WO2 (s)  WO2 (g) 的ΔH ＝ ______________________。
    （3）工业上常利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO，反应的化学方程式为：
    CH4 + CO2 =" 2CO" + 2H2
    已知CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ· mol-1，则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为            ；

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：

    （1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品_____   ___。
    （2）烧杯间填满碎纸条的作用是___________________________。
    （3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值     （填“偏大”、“偏小”、“无“影响”）。
    （4）实验中60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量          （填“相等”、“不相等”），所求中和热           （填“相等”、“不相等”），简述理由                                   。

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