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1、填空题 甲醇可作为燃料电池的原料．以CH4和H2O为原料，通过下列反应反应来制备甲醇．
反应I：CH4?（g）+H2O?（g）=CO?（g）+3H2?（g）△H=+206.0kJ?mol-1
反应II：CO?（g）+2H2?（g）=CH3OH?（g）△H=-129.0kJ?mol-1
（1）CH3OH?（g）和H2（g）反应生成CH4（g）与H2O（g）的热化学方程式为______．
（2）将1.0mol?CH4和2.0mol?H2O?（?g?）通入容积固定为10L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1．
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的平均反应速率为______．
②100℃时反应I的平衡常数为______．
③可用来判断该反应达到平衡状态的标志有______．（填字母）
A．CO的含量保持不变?
B．容器中CH4浓度与CO浓度相等
C．容器中混合气体的密度保持不变?
D．3V正（CH4）=V逆（H2）
（3）按照反应II来生成甲醇，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示．下列说法正确的是______
A．温度：T1＞T2＞T3
B．正反应速率：ν（a）＞ν（c）；?ν（b）＞ν（d）
C．平衡常数：K（a）＞K（c）；?K（b）=K（d）
D．平均摩尔质量：M（a）＜M（c）；?M（b）＞M（d）
（4）工业上利用甲醇制备氢气的常用方法之一为：甲醇蒸汽重整法．该法中的一个主要反应为CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），此反应能自发进行的原因是______．
（5）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Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化．实验室用图3装置模拟上述过程：
①写出阳极电极反应式______．
②写出除去甲醇的离子方程式______．
③若3图装置中的电源为甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池，则电池负极的电极反应式为：______．
参考答案：（1）I：CH4 （g）+H2O （g）=CO （g）+3H2 （g）△H=+206.0kJ?mol-1
II：CO （g）+2H2 （g）=CH3OH （g）△H=-129.0kJ?mol-1
依据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ得到CH4（g）+H2O（g）=CH3OH （g）+H2（g））△H=+77kJ?mol-1
所以CH3OH （g）和H2（g）反应生成CH4（g）与H2O（g）的热化学方程式为：CH3OH （g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）△H=-77.0 kJ?mol-1
故答案为：CH3OH?（g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）△H=-77.0?kJ?mol-1
（2）将1.0mol CH4和2.0mol H2O （ g ）通入容积固定为10L的反应室，在一定条件下发生反应I：图象分析可知100°C甲烷转化率为50%，依据化学平衡三段式列式
? ?CH4 （g）+H2O （g）=CO （g）+3H2 （g）
起始量（mol）?1.0? 2.0? 0? 0
变化量（mol） 1.0×50%? 0.5? 0.5? 1.5
平衡量（mol） 0.5? 1.5? 0.5? 1.5
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的平均反应速率=1.5mol10L5min=0.03 mol?L-1?min-1
故答案为：0.03?mol?L-1?min-1
②100℃时反应I的平衡浓度为c（CH4）=0.05mol/L，c（H2O）=0.15mol/L，c（CO）=0.05mol/L，c（H2）=0.15mol/L，
平衡常数K=c(CO)c3(H2)c(CH4)c(H2O)=0.05×0.1530.05×0.15=2.25×10-2
故答案为：2.25×10-2?
③CH4 （g）+H2O （g）=CO （g）+3H2 （g）
A．CO的含量保持不变，说明反应达到平衡，故A正确；
B．容器中CH4浓度与CO浓度相等，与消耗量和起始量有关反应不一定达到平衡，故B错误；
C．混合气体质量不变，体积不变，反应过程中密度不变，容器中混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡，故C错误；
D．反应速率之比等于化学方程式系数之比是正反应速率之比，3V正（CH4）=V正（H2），若3V正（CH4）=V逆（H2）说明V正（H2）=V逆（H2）说明反应达到平衡，故D正确；
故答案为：A?D；?
（3）A．该反应为放热反应，温度越低，CO的转化率越大，则T1＜T2＜T3，故A错误；
B．由图可知，a、c两点压强相同，平衡时a点CO转化率更高，该反应为放热反应，温度越低，CO的转化率越大，故温度T1＜T3，温度越高，反应速率越快，故υ（a）＜υ（c）．b、d两点温度相同，压强越大，反应速率越大，b点大于d点压强，则v（b）＞v（d），故B错误；
C．由图可知，a、c两点压强相同，平衡时a点CO转化率更高，该反应为放热反应，故温度T1＜T3，降低温度平衡向正反应方向移动，则K（a）＞K（c），平衡常数只与温度有关，b、d两点温度相同，平衡常数相同，则K（b）=K（d），故C正确；
D．CO转化率的越大，n总越小，由M=mn可知，a点n总小，则M（a）＞M（c），M（b）＞M（d），故D错误；
故选C．
（4）甲醇蒸汽重整法．该法中的一个主要反应为CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），反应△H＞0，反应自发进行需要满足△H-T△S＜0，所以反应自发进行是因为该反应是熵增大的反应；
故答案为：该反应是一个熵增的反应，△S＞0；
（5））①、通电后，将Co2+氧化成Co3+，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2+-e-=Co3+；
故答案为：Co2+-e-=Co3+；
②、以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化，自身被还原为Co2+，结合原子守恒与电荷守恒可知，还原生成H+，配平书写离子方程式为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；
故答案为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+．；
③若3图装置中的电源为甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池，甲醇在负极失电子发生氧化反应，在碱溶液中生成碳酸盐，则电池负极的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；
故答案为：CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；
本题解析：
本题难度：一般
2、填空题 已知：
①将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)；
②C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为：
C(s) +O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol
CO(g) +l/2O2(g)=CO2(g) △H= -283.0 kJ/mol
H2(g) +l/2O2(g)=H2O(g) △H= -242.0 kJ/mol
请回答：
(1)根据以上信息，写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式：________________________。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的 热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出如图所示的循环图，并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
(3)
请分析：甲、乙两同学观点正确的是_____（填 “甲”或“乙”）；判断的理由是_____________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点____________。
参考答案：(1)C(s) +H2O(g)=CO(g) +H2(g) △H= +131.5 kJ/mol
(2)乙；甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量（或 △H1= △H2+ △H3，且△H2 >0）
(3)减少污染、燃烧充分（或方便运输）
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 2008年9月我国“神七”发射升空，中国航天员实现首次太空行走．运载火箭的原料用肼（N2H4）作为发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成氮气和水蒸气．已知：
N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)；△H=+67.7kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)；△H=-534kJ/mol
下列判断正确的是（ ? ）
A．所有物质与氧气发生的化学反应都是放热反应
B．N2H4的燃烧热为534kJ/mol
C．肼与NO2反应的热化学方程?2N2H4（g）+2NO2（g）═3N2（g）+4H2O（g）；△H=-1135.7kJ/mol
D．.3.2g肼完全反应转移的电子数为0.6mol
参考答案：C
本题解析：
本题难度：简单
4、填空题 钢铁工业在我国国民经济中处于十分重要的位置，工业上采用高炉冶炼，常用赤铁矿、焦炭、空气和熔剂（石灰石）作原料．已知赤铁矿被还原剂还原时是逐级进行的，还原时温度及CO、CO2平衡混合气体中CO的体积分数的关系如图：
（1）铁在元素周期表中位于______周期______族．
（2）在温度低于570℃时，还原分两阶段完成，在温度高于570℃时，依次发生的还原反应有：______（选用右图中的a、b、c、d填空）．
（3）为减少高炉冶铁时，含CO的尾气排放，下列研究方向不可取的是______．
（a）其它条件不变，增加高炉的高度
（b）调节还原时的炉温
（c）增加原料中焦炭与赤铁矿的比例
（d）将生成的铁水及时移出
（4）已知下列反应数值：
| 反应序号 | 化学反应 | 反应热
①
Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO?2（g）
△H1=-26.7kJ?mol-1
②
3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g）
△H2=-50.8kJ?mol-1
③
Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO2?（g）
△H3=-36.5kJ?mol-1
④
FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO2（g）
△H4
|
反应④△H4=______kJ?mol-1．
（5）1100℃时，FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO2（g），平衡常数K=0.4．今在一密闭容器中，加入7.2gFeO，同时通入4.48LCO（已折合为标准状况），将其升温到1100℃，并维持温度不变，达平衡时，FeO的转化率为：______．
参考答案：（1）铁是26号元素，位于元素周期表中位于 第四周期第Ⅷ族．
故答案为：四、Ⅷ．
（2）由图可知在温度低于570℃时，发生反应bcd，由铁元素的化合价降低可知，依次发生的还原反应有
3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2，Fe3O4+CO=3FeO+CO2，FeO+CO=Fe+CO2．故反应顺序为cdb．
故答案为：cdb．
（3）
（a）其它条件不变，增加高炉的高度，不影响平衡移动，不能减小一氧化碳的排放，故a错误；
（b）反应为吸热反应，调节还原时的炉温，有利于平衡向正反应进行，降低一氧化碳的含量，故b正确；
（c）焦炭与赤铁矿是固体，增加原料中焦炭与赤铁矿的比例，不影响平衡移动，不能减小一氧化碳的排放，故c错误；
（d）生成的铁水为液态，将生成的铁水及时移出，不影响平衡移动，不能减小一氧化碳的排放，故d错误．
故选：acd．
（4）已知：①Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO?2（g）△H1=-26.7kJ?mol-1；
②3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g）△H2=-50.8kJ?mol-1；
③Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO2?（g）△H3=-36.5kJ?mol-1；
由盖斯定律可知，①×3-②-③×2得6FeO（s）+6CO（g）=6Fe（s）+6CO2（g）△H=3△H1-△H2-2△H1，
所以△H4=16△H=16（3△H1-△H2-2△H1）=16×[3×（-26.7kJ?mol-1）-（-50.8kJ?mol-1）-2×（-36.5kJ?mol-1）]=
7.3kJ?mol-1．
故答案为：7.3．
（5）4.48LCO（已折合为标准状况）物质的量为4.48L22.4L/mol=0.2mol，令转化率的CO的物质的量为xmol，则：
? FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO2（g），
开始（mol）：0.2? 0
变化（mol）：x? x
平衡（mol）：0.2-x? x
一氧化碳的系数等于二氧化碳的系数，故可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，
所以x0.2-x=0.4，解得x=235mol
由方程式可知，转化的FeO的物质的量n（FeO）=n（CO）=235mol，
所以FeO的转化率为235mol?×72g/mol7.2g×100%=57.1%．
答：FeO的转化率为57.1%．
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 参考下列图表和有关要求回答问题。
(1)甲图是l mol NO2(g)和1mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是____，△H的变化是____ （填“增大”“减小”或“不变”）。请写出
NO2和CO反应的热化学方程式：____________________；
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H=+49.O kJ/mol
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9 kJ/mol
又知③H2O(g)=H2O(l) △H=-44 kJ/mol
则甲醇的燃烧热化学方程式为____________________；
(3)下表是部分化学键的键能数据
已知白磷的燃烧热为d kJ/mol，白磷及其完全燃烧的产物结构如乙图所示，则上表中x=________kJ/mol（用含有a、b、c、d的代数式表示）
参考答案：(1)变小；不变；NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ/mol
(2)CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-764.7kJ/mol
(3)-(12b-d-6a-5c)或(d+6a+5c-12b)
本题解析：
本题难度：一般
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