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    （14分）天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。

    （1）科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH­4。

    ①写出铜电极表面的电极反应式 。

    ②为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量 （选填“盐酸”或“硫酸”）。

    （2）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式 。

    （3）天然气的一个重要用途是制取H2，其原理为：CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g) 。

    ①该反应的平衡常数表达式为 。

    ②在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示，则压强P1 P2（填“大于”或“小于”）；压强为P2时，在Y点：v(正) v(逆)（填“大于”、“小于”或“等于”）。

    （4）天然气也可重整生产化工原料，最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X。由质谱分析得X的相对分子质量为106，其核磁共振氢谱如图2，则X的结构简式为 。

    （1）CO2＋8e－＋8H＋＝CH4＋2H2O （2分） 硫酸 （2分）

    （2）2NH4HS＋O2＝2NH3·H2O＋2S↓ （2分）

    （3）①K＝c2(CO)·c2(H2)/ c(CO2)·c (CH4) （2分） ②小于（2分） 大于 （2分）

    （4） （2分）

    【解析】

    试题分析：（1） ①分析题给装置知，铜电极表面CO2转化为 CH­4，电解质溶液呈酸性，利用氢离子和水平衡电荷和原子，电极反应式CO2＋8e－＋8H＋＝CH4＋2H2O；②盐酸易挥发，为防止副反应的发生，可向装置中加入少量硫酸；（2）一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫和一水合氨，该反应的化学方程式2NH4HS＋O2＝2NH3·H2O＋2S↓；（3）①根据CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g) 写出该反应的平衡常数表达式为K＝c2(CO)·c2(H2)/ c(CO2)·c (CH4)；②根据图像知，当温度相同时，压强为P1时甲烷的平衡转化率比压强为P2的高，说明平衡正向移动，该反应的正反应为气体物质的量增大的反应，改变的条件为减小压强，则压强P1小于P2（填“大于”或“小于”）；压强为P2时，Y点CH4的转化率比平衡时低，，要想达到平衡状态，反应正向进行，v(正) 大于v(逆)；（4）根据题给信息知，芳香烃X的相对分子质量为106，分子中含有2中氢原子，为对二甲苯，结构简式为。

    考点：考查电极方程式的书写，化学平衡及有机物结构式的确定。

    练习册系列答案
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    化学与科技、社会、生产、生活密切相关。下列有关说法不正确的是

    A．用甲醛浸泡海鲜

    B．棉花、木材和植物秸秆的主要成分都是纤维素

    C．“地沟油”禁止食用，但可以用来制肥皂

    D．浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土可以吸收乙烯，所以可用此物保鲜水果

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    A．标准状况下，11.2 L NO和11.2 L SO3的分子总数为0.5NA

    B．0.1molBr2与足量H2O或NaOH反应转移的电子数均为0.1NA

    C．0.1mol的白磷（P4）或四氯化碳（CCl4）中所含的共价键数均为0.4NA

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    己知：

    ①2H2（g）+O2（g）2H2O（g）△H1

    ②H2（g）+Cl2（g）2HCl（g）△H2

    ③4H Cl （g）+O2（g）2 Cl2（g）+2H2O（g）△H3

    ④N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H4

    ⑤2NH3（g）+3 Cl2（g） N2（g）+6HCl（g）△H5

    下列关于上述反应焓变的判断正确的是

    A．△H1>0，△H2>0 B．△H3>0，△H4>0

    C．△H2=△H4+△H5 D．△H3=△H1-2△H2

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    25℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是

    A．滴入石蕊试液显蓝色的溶液中：K+、Na-、HSO3-、ClO-

    B．0.1mol?L-l的Fe(NO3)2溶液中：Na+、H+、SCN-、I-

    C．0.1mol?L-l的NaAlO2溶液中：K+、H+、NO3-、SO42-

    D．由水电离产生的c(H+)=1×10-13mol?L-l的溶液中：Na+、Ba2+、NO3-、Cl-

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    恒温恒容下，向2L密闭容器中加入MgSO4(s)和CO(g)，发生反应：

    MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)，反应过程中测定的部分数据见下表：

    反应时间/min

    n(MgSO4)/mol

    n(CO)/mol

    n(CO2) / mol

    0

    2.00

    2.00

    0

    2

    0.80

    4

    1.20

    下列说法正确的是

    A．反应在0~2min内的平均速率为v(SO2)＝0.6 mol·L－1·min－1

    B．反应在2~4min内容器内气体的密度没有变化

    C．若升高温度，反应的平衡常数变为1.00，则正反应为放热反应

    D．保持其他条件不变，起始时向容器中充入1.00mol MgSO4和1.00molCO，到达平衡时n(CO2)＞0.60mol

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    下列各组物质中，不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是

    物质

    选项

    甲

    乙

    丙

    A

    AlCl3

    NH3·H2O

    NaAlO2

    B

    NaOH

    (NH4)2SO3

    H2SO4

    C

    SiO2

    NaOH

    HF

    D

    CO2

    Ca(OH)2

    Na2CO3(aq)

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    下列判断错误的是

    A．有气体甲生成，表明溶液X中一定含有CO32－

    B．沉淀甲不可能是硅酸镁

    C．Al3+一定存在于溶液X中

    D．不可能确定SO42－是否存在于溶液X中

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    下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是

    选项

    实验操作

    实验现象与结论

    A

    对某固体进行焰色反应实验

    火焰呈黄色，说明该物质仅为含钠化合物

    B

    向样品溶液中先滴加过量的稀盐酸，再滴加BaCl2溶液

    先滴加稀盐酸无现象，滴加BaCl2后出现白色沉淀，说明样品溶液中一定含有SO42－

    C

    向淀粉溶液中加入稀H2SO4，加热几分钟，冷却后再加入新制Cu(OH)2悬浊液，加热

    无砖红色沉淀生成，表明淀粉没有水解生成葡萄糖

    D

    向0．1mol·L-1 Na2CO3溶液中，滴加2滴酚酞显浅红色，微热

    浅红色加深，说明Na2CO3的水解是吸热反应

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