氢气是清洁能源，工业上用天然气为原料制备氢气的有关反应如下：Ⅰ．Ⅱ．回答下列问题：

1. 氢气是清洁能源，工业上用天然气为原料制备氢气的有关反应如下：

Ⅰ． $\text{[math]}$

Ⅱ． $\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) 在恒温恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，发生上述反应。下列叙述正确的是____（填字母）。 A. 平衡后，增大压强，反应Ⅰ的平衡常数减小 B. 平衡后，升高温度，两个反应都向左移动 C. 平衡后，充入惰性气体， $\text{[math]}$ 的平衡转化率增大 D. 其他条件不变，增大 $\text{[math]}$ 浓度，两个反应的正反应速率均增大

(2) 写出 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的热化学方程式：（ $\text{[math]}$ 用 $\text{[math]}$ 的关系式表示）。

(3) $\text{[math]}$ 和水蒸气反应的能量变化如图所示。

已知：ⅰ． $\text{[math]}$ 。

ⅱ． $\text{[math]}$ 的燃烧热 $\text{[math]}$ 分别为 $\text{[math]}$ 。

①启动该反应需要加热，其主要作用是（填字母）。

A．降低活化能 B．改变反应历程

C．增大反应物能量 D．增大产物能量

②图中代表加入催化剂的曲线是（填“a”或“b”）。

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

【考点】

盖斯定律及其应用; 催化剂; 化学平衡常数; 化学平衡的影响因素; 化学平衡的计算;

【答案】

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综合题普通

1. 二甲醚 $\text{[math]}$ 是一种洁净液体燃料，工业上以CO和 $\text{[math]}$ 为原料生产 $\text{[math]}$ 。制备二甲醚在催化反应室中(压强： $\text{[math]}$ ，温度： $\text{[math]}$ )进行下列反应：

反应ⅰ： $\text{[math]}$

反应ⅱ： $\text{[math]}$

(1) ①在该条件下，若反应i的起始浓度分别为 $\text{[math]}$ 后CO的转化率为 $\text{[math]}$ ，则8min内CO的平均化学反应速率为。

②针对反应i进行研究，在容积可变的密闭容器中，充入nmolCO和 $\text{[math]}$ 进行反应。在不同压强下 $\text{[math]}$ ，反应达到平衡时，测得CO平衡转化率 $\text{[math]}$ 与温度的变化如下图所示，图中X代表(填“温度”或“压强c)。解释b点的容器容积小于 $\text{[math]}$ 点的容器容积的原因。

(2) 在t℃时，反应ii的平衡常数为400，此温度下，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下表：

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	0.05	1.0	1.0

此时刻反应ii的 $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ 。

(3) 在使用催化剂、压强为5.0MPa、反应时间为10分钟的条件下，通过反应i、ii制备 $\text{[math]}$ ，结果如下图所示， $\text{[math]}$ 之间，随着温度升高，CO转化率降低而 $\text{[math]}$ 产率升高的原因可能是。

(4) $\text{[math]}$

利用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 计算 $\text{[math]}$ 时，还需要利用反应的 $\text{[math]}$ 。

综合题困难

2. 甲醇 $\text{[math]}$ 是重要的能源物质，研究甲醇具有重要意义。

(1) $\text{[math]}$ 燃烧热 $\text{[math]}$ 分别 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 热化学反应方程式：。

(2) 利用工业气中的 $\text{[math]}$ 可制取甲醇，其反应为： $\text{[math]}$ 。常温常压下已知下列反应的能量变化如图所示：

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：。

(3) 为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种甲醇-空气燃料电池(装置甲)，电解质是掺入了 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 晶体，在高温下它能传导 $\text{[math]}$ 离子。以该电池为电源，通过装置乙实现铁棒上镀铜。

①b处应通入(填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)，a处电极上的反应是。

②电镀结束后，装置乙中 $\text{[math]}$ 的物质的量浓度(填“变大”“变小”或“不变”)。

③该过程若完全反应，装置乙中阴极质量变化 $\text{[math]}$ ，则装置甲中理论上消耗甲醇 $\text{[math]}$ 。

(4) 甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后将 $\text{[math]}$ 氧化成 $\text{[math]}$ ，然后以 $\text{[math]}$ 作氧化剂把水中的甲醇氧化成 $\text{[math]}$ 而净化。实验室用图装置模拟该过程。写出阳极电极反应式：。

综合题困难

工业上使用黄铁矿 $\text{[math]}$ 制硫酸。

Ⅰ．掺烧 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，用于制铁精粉和硫酸

（1）已知： $\text{[math]}$ 为吸热反应。 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 固体在 $\text{[math]}$ 氧气中完全燃烧生成气态 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 固体，放出 $\text{[math]}$ 热量。

① $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应的热化学方程式为。

②将 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 掺烧(混合燃烧)，其目的包括(填字母)。

a．节约燃料和能量 b．为制备硫酸提供原料 c．减少空气污染

（2） $\text{[math]}$ 常带一定量的结晶水。 $\text{[math]}$ 分解脱水反应的能量变化如下图所示。

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

②为维持炉内温度基本不变， $\text{[math]}$ 所带结晶水越多，掺烧比 $\text{[math]}$ 应。(填“增大”“减小”或“不变”)。

Ⅱ．传统工业中以黄铁矿为原料制备硫酸的原理如图所示：

（3）上述生产过程中采用了多种措施加快反应速率，如：。

（4）已知： $\text{[math]}$ ，在不同温度和压强下，平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率如下表所示：

温度 $\text{[math]}$	平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率 $\text{[math]}$
温度 $\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
450	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
550	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

①上述数据表明， $\text{[math]}$ 是(填“吸热”或“放热”)反应。

②结合平衡移动原理解释相同温度下达到平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率随压强变化的原因：。

综合题普通