在煤化工领域主要涉及碳一化学，即研究以含有一个碳原子的物质(CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成化工产品或液体燃料。回答下列问题：

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1. 在煤化工领域主要涉及碳一化学，即研究以含有一个碳原子的物质(CO、CO₂、CH₄、CH₃OH等)为原料合成化工产品或液体燃料。回答下列问题：

(1) 已知物质之间转化能量关系如图所示：

写出CO(g)和H₂(g)生成CH₄(g)和H₂O(g)的热化学方程式。

(2) 煤化工业上主要利用CO和H₂反应制备甲醇(CH₃OH)，反应热化学方程式为：CO(g)＋2H₂(g)=CH₃OH(g) ΔH。已知CO的平衡转化率与温度的关系如图所示：

①A、B、C三点平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系为，压强p₁p₂(填“>”“<”或“=”，下同)，在T₁和p₂条件下，D点正、逆反应速率之间的关系：v正v逆。

②若容器容积不变，则下列措施可提高CO平衡转化率的是(填字母)。

a．充入CO，使体系总压强增大

b．将CH₃OH(g)从体系中分离

c．充入He，使体系总压强增大

d．使用高效催化剂

③在2L恒容密闭容器中充入2molCO和6molH₂ ，在p₁和T₁条件下经10min达到平衡状态。在该条件下，v(H₂)=；平衡常数K=。

(3) 用H₂还原CO₂可以合成CH₃OH： $\text{[math]}$ 。恒压下，CO₂和H₂的起始物质的量之比为1：3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出H₂O)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。

P点甲醇产率高于T点的原因为。

【考点】

盖斯定律及其应用; 化学平衡常数;

【答案】

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综合题普通

1. 乙烯是一种重要的基本化工原料，乙烯的产量可以衡量一个国家的石油化工发展水平，研究工业制取乙烯有重要的意义。工业上用H₂和CO₂在一定条件下合成乙烯，其反应为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。回答下列问题：

(1) 已知：① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

则 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的式子表示)； $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的式子表示)。

(2) 往4 L恒容密闭容器中充入0.3 mol $\text{[math]}$ 和0.1 mol $\text{[math]}$ ，仅发生反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，反应过程中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度的变化如图所示：

①(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下有利于该反应自发进行，判断的理由为。

②a→c的过程中， $\text{[math]}$ 的物质的量分数(填“增大”“减小”或“不变”)。

③平衡常数大小： $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ 。

④正反应速率大小： $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ 。

⑤250℃时，该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ (保留2位有效数字)。

综合题普通

2. 烟气脱硫脱硝技术是环境科学研究的热点。某小组模拟 $\text{[math]}$ 氧化结合 $\text{[math]}$ 溶液吸收法同时脱除 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的过程示意图如下。

(1) 气体反应器中的主要反应原理及相关数据如下表。

反应	平衡常数(25℃)	活化能/(kJ/mol)
反应a： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$	$\text{[math]}$	24.6
反应b： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$	$\text{[math]}$	3.17
反应c： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$	$\text{[math]}$	58.17

①已知： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$ 则 $\text{[math]}$ 。

②其他条件不变时，高于150℃，在相同时间内 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的转化率均随温度升高而降低，原因是。

③其他条件不变， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 初始的物质的量浓度相等时，经检测装置1分析，在相同时间内， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的转化率随 $\text{[math]}$ 的浓度的变化如图。结合数据分析 $\text{[math]}$ 的转化率高于 $\text{[math]}$ 的原因。

(2) 其他条件不变， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 初始的物质的量浓度相等时，经检测装置2分析，在相同时间内， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的物质的量之比对 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 脱除率的影响如图。

① $\text{[math]}$ 的浓度很低时， $\text{[math]}$ 的脱除率超过97%，用化学用语解释原因。

②在吸收器中， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的离子方程式是。

③在吸收器中，随着吸收过程的进行，部分 $\text{[math]}$ 被转化为 $\text{[math]}$ ，反应中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量之比为1∶1，该反应的离子方程式是。

综合题困难

不同形式的能量转化在工业生产和社会生活中有着重要应用。

I．目前城市使用的燃料大多用煤气、液化石油气。其中煤气的主要成分是 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的混合气体，它由煤炭与水蒸气反应州得，又称水煤气，主要反应为： $\text{[math]}$ 。

（1）已知 $\text{[math]}$ 的燃烧热为 $\text{[math]}$ ，请写出表示 $\text{[math]}$ 的燃烧热的热化学方程式：________。

（2）某同学设计了将煤转化为水煤气燃烧的能量循环图，请你写出 $\text{[math]}$ 之间存在的关系式 $\text{[math]}$ ________。

（3）将煤转化为水煤气再燃烧，相较于煤直接燃烧，其优点是________(任写一点即可)

Ⅱ． $\text{[math]}$ 溶液是一种重要的铜盐试剂，在电镀、印染、颜料、农药等方面有广泛应用。某同学利用 $\text{[math]}$ 溶液进行以下电化学实验。

（4）以 $\text{[math]}$ 溶液为电解质溶液进行粗铜(含 $\text{[math]}$ 等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_____(填字母)。

A. 电解时，溶液中 $\text{[math]}$ 向阳极迁移	B. 粗铜接电源正极，发生还原反应
C. 电解后 $\text{[math]}$ 溶液的浓度减小	D. 利用阳极泥可回收 $\text{[math]}$ 等金属

（5）利用如下装置实现铁上镀铜，其中I是甲烷燃料电池(电解质为 $\text{[math]}$ 溶液)的示意图。

①b处通入的是________(填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)，a处的电极反应式为________。

②当铜电极的质量减轻 $\text{[math]}$ ，则消耗的 $\text{[math]}$ 在标准状况下的体积为________L。

综合题普通

温度/ $\text{[math]}$	950	1000	1050	1100	1150
$\text{[math]}$	0.5	1.5	3.6	5.5	8.5
$\text{[math]}$	0.0	0.0	0.1	0.4	1.8