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利用光能和光催化劑，可將 CO2和 H2O(g)轉化為 CH4和 O2。紫外光照射時，在不同催化劑(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)作用下，CH4產量隨光照時間的變化如圖所示。

(1)在0～30 小時內，CH4的平均生成速率 vⅠ、vⅡ和vⅢ從大到小的順序為________；反應開始后的 12 小時內，在第________種催化劑作用下，收集的 CH4最多。
(2)將所得 CH4與 H2O(g)通入聚焦太陽能反應器，發(fā)生反應：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。該反應ΔH＝＋206 kJ·mol－1。
①畫出反應過程中體系能量變化圖(進行必要標注)。
②將等物質的量的CH4和 H2O(g)充入 1 L 恒容密閉反應器中，某溫度下反應達到平衡，平衡常數 K ＝ 27，此時測得 CO 的物質的量為 0.10 mol，求CH4的平衡轉化率(計算結果保留兩位有效數字)。
(3)已知：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802 kJ·mol－1。
寫出由 CO2生成 CO 的熱化學方程式____________________________________

(1)vⅢ>vⅡ>vⅠ�、�
(2)①

②91%
(3)CO2(g)＋3H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)＋2O2(g)
ΔH＝＋1008 kJ· mol－1

解析

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

(18分)MnO2和Zn是制造干電池的重要原料，工業(yè)上用軟錳礦(主要成分MnO2)和閃鋅礦(主要成分ZnS)聯合生產MnO2和Zn的工藝流程如下圖所示：

（1）操作I用到硅酸鹽材質的儀器有燒杯、玻璃棒和_______ _____(填儀器名稱)。
（2）稀硫酸浸泡時反應的離子方程式為_______________________________________；該反應中若析出19.2g單質A，共轉移____________mo1電子。浸泡時反應速率較慢，下列措施不能提高浸泡時反應速率的是________(填代號)。
a．將礦石粉碎   
b．提高浸泡溫度
c．適當增大硫酸濃度
d．改變軟錳礦與閃鋅礦的比例
（3）由硫酸錳溶液可得到固體碳酸錳，然后在空氣中煅燒碳酸錳制備MnO2。已知：

寫出碳酸錳在空氣中煅燒生成MnO2的熱化學方程式_________________________。
（4）用惰性電極電解硫酸酸化的硫酸錳溶液制備MnO2的裝置如下圖所示：

①a應與直流電源的_________(填“正”或“負”)極相連。．
②電解過程中氫離子的作用是______________和_____________；若轉移的電子數為個，左室溶液中的變化量為________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

以下是一些烷烴的燃燒熱(kJ/mol)數據，回答下列問題：

化合物
燃燒熱
化合物
燃燒熱
甲烷
891．0
正丁烷
2 878．0
乙烷
1560．8
異丁烷
2 869．6
丙烷
2 221．5
2-甲基丁烷
3 531．3
 
（1）已知：物質的能量越高越不穩(wěn)定，根據表中的數據，比較正丁烷、異丁烷的熱穩(wěn)定性：正丁烷______異丁烷(填“>”、“＝”或“<”)。
（2）寫出乙烷燃燒的熱化學方程式：________________________
（3）相同質量的烷烴，碳的質量分數越大，燃燒放出的熱量______(填“越多”、“越少”或“相同”)。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

甲醇是一種用途廣泛的化工原料。
（1）工業(yè)上常用下列兩種反應制備甲醇：
①CO(g) + 2H2(g)  CH3OH(g)               ΔH1= -90．1KJ/mol       
②CO2(g)＋ 3H2(g)  CH3OH(g)  +  H2O(l)  ΔH2  
已知：CO(g)+ H2O (g) ＝ CO2 (g) + H2 (g)     ΔH3=-41．1 KJ/mol    ③
H2O (l) ＝H2O (g)                     ΔH4=+44．0KJ/mol     ④
則ΔH2＝         
（2）實驗室模擬用CO和H2反應來制甲醇。在250℃下，將一定量的CO和H2投入10L的密閉容器中，各物質的物質的量濃度(mol?L-1)變化如下表所示：（前6min沒有改變條件）

 
2min
4min
6min
8min
…
CO
0．07
0．06
0．06
0．05
…
H2
x
0．12
0．12
0．2
…
CH3OH
0．03
0．04
0．04
0．05
…
 
①x=                     。
②250℃時該反應的平衡常數K值為：                            (不必化簡)。
③若6min～8min只改變了某一條件，所改變的條件是                        。
④第8min時,該反應是不是達到平衡狀態(tài)       。(填“是”或“不是”)
⑤該合成反應的溫度一般控制在240～270℃，選擇此溫度的原因是：Ⅰ．此溫度下的催化劑活性高；Ⅱ．          。
（3）電解甲醇水溶液制氫的優(yōu)點是需要的電壓低，而且制得的氫氣比電解相同物質的量的水多。寫出電解甲醇水溶液的反應式為：陽極：                    。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

已知下列熱化學方程式：
①H2(g)＋O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285．8 kJ/mol
②H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH＝－241．8 kJ/mol
③C(s)＋O2(g)=CO(g)ΔH＝－110．5 kJ/mol
④C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393．5 kJ/mol
回答下列問題：
(1)上述反應中屬于放熱反應的是       。
(2)H2的燃燒熱為       ，C的燃燒熱為       。
(3)燃燒10 g H2生成液態(tài)水，放出的熱量為       。
(4)CO的燃燒熱為             ，其熱化學方程式為                            。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

Ⅰ．在一定條件下，科學家利用從煙道氣中分離出CO2與太陽能電池電解水產生的H2合成甲醇，其過程如下圖所示，試回答下列問題：

（1）該合成路線對于環(huán)境保護的價值在于               。
（2）15～20%的乙醇胺（HOCH2CH2NH2）水溶液具有弱堿性，上述合成線路中用作CO2吸收劑。用離子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱堿性的原因                    。
（3）CH3OH、H2的燃燒熱分別為：△H＝－725.5 kJ/mol、△H＝－285.8 kJ/mol，寫出工業(yè)上以CO2、H2合成CH3OH的熱化學方程式：                             。
Ⅱ．將燃煤廢氣中的CO2轉化為甲醚的反應原理為：
2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定壓強下，該反應在不同溫度、不同投料比時，CO2的轉化率見下表：

投料比[n(H2) / n(CO2)]
500 K
600 K
700 K
800 K
1.5
45%
33%
20%
12%
2.0
60%
43%
28%
15%
3.0
83%
62%
37%
22%
 
（4）該反應的焓變△H     0，熵變△S     0（填＞、＜或＝）。
（5）用甲醚作為燃料電池原料，在堿性介質中該電池負極的電極反應式            。
（6）若以1.12 L·min-1（標準狀況）的速率向該電池中通入甲醚（沸點為-24.9 ℃），用該電池電解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液，通電0.50 min后，理論上可析出金屬銅  g。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

汽車尾氣中的NOx是大氣污染物之一，科學家們在嘗試用更科學的方法將NOx轉化成無毒物質，從而減少汽車尾氣污染。
（1）壓縮天然氣（CNG）汽車的優(yōu)點之一是利用催化技術能夠將NOx轉變成無毒的CO2和N2。
①CH4(g)＋4NO2(g) 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  △H1＜0
②CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)    △H2＜0
③CH4(g) ＋2NO2(g)N2(g) ＋CO2(g) ＋2H2O(g) △H3＝         。（用△H1和△H2表示）
（2）在恒壓下，將CH4(g)和NO2(g)置于密閉容器中發(fā)生化學反應③，在不同溫度、不同投料比時，NO2的平衡轉化率見下表：

投料比[n(NO2) / n(CH4)]
400 K
500 K
600 K
1
60%
43%
28%
2
45%
33%
20%
 
①寫出該反應平衡常數的表達式K=         。
②若溫度不變，提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比，則K將         。（填“增大”、“減小”或“不變”。）
③400 K時，將投料比為1的NO2和CH4的混合氣體共0.04 mol，充入一裝有催化劑的容器中，充分反應后，平衡時NO2的體積分數        。
（3）連續(xù)自動監(jiān)測氮氧化物（NOx）的儀器動態(tài)庫侖儀的工作原理示意圖如圖1

圖1                                    圖2
①NiO電極上NO發(fā)生的電極反應式：                                。
②收集某汽車尾氣經測量NOx的含量為1.12%（體積分數），若用甲烷將其完全轉化為無害氣體，處理1×104L（標準狀況下）該尾氣需要甲烷30g，則尾氣中V(NO)︰V(NO2)=   
（4）在容積相同的兩個密閉容器內 (裝有等量的某種催化劑) 先各通入等量的CH4，然后再分別充入等量的NO和NO2。在不同溫度下，同時分別發(fā)生②③兩個反應：并在t秒時測定其中NOx轉化率，繪得圖象如圖2所示：
①從圖中可以得出的結論是
結論一：相同溫度下NO轉化效率比NO2的低
結論二：在250℃-450℃時，NOx轉化率隨溫度升高而增大，450℃-600℃時NOx轉化率隨溫度升高而減小
結論二的原因是                                                    
②在上述NO2和CH4反應中，提高NO2轉化率的措施有_________。(填編號)
A．改用高效催化劑     B．降低溫度     C.分離出H2O(g)       D．增大壓強
E．增加原催化劑的表面積   F．減小投料比[n(NO2) / n(CH4)]

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH="-57.3" kJ·mol-1,回答下列問題。
(1)用含20 g NaOH的稀溶液跟足量稀鹽酸反應放出　　　　kJ的熱量。 
(2)用含2 mol H2SO4的稀溶液跟足量稀NaOH反應,此反應的中和熱為　　　　　　。 
(3)如果將(1)反應中的稀鹽酸換成稀醋酸,反應放出的熱量　　　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)原來(1)放出的熱量。 

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

能源危機促使世界各國尋找新的替代能源和開展對已有能源“高效利用”的技術研發(fā)。設計燃料電池使汽油氧化直接產生電流是本世紀最富有挑戰(zhàn)性的課題之一。以丁烷（已知丁烷的燃燒熱為2 877.6 kJ·mol－1）為代表回答下列問題：
（1）寫出丁烷燃燒的熱化學方程式：________________；
（2）正丁烷的燃燒熱：2 878 kJ·mol－1，異丁烷的燃燒熱：2 869 kJ·mol－，正丁烷轉化為異丁烷的過程中________（填“放出”或“吸收”）能量。

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