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    CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。

    （1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：

    物质

    CH4

    CO2

    CO

    H2

    体积分数

    0.1

    0.1

    0.4

    0.4

     

    ①此温度下该反应的平衡常数K=      。

    ②已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H=-890.3 kJ·mol－1

    CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H=2.8 kJ·mol－1

    2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol－1

    反应CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) 的△H=      。

    （2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。

    ①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是    。

    ②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是    。

    ③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为      。

    （3）以CO2为原料可以合成多种物质。

    ①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料，它是由加聚而成。写出聚碳酸酯的结构简式：    。

    ②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，CO2在铜电极上可转化为甲烷，该电极反应方程式为      。

     

    【答案】

     

    （1）①64     ②+247.3 kJ·mol－1

    （2）①温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低

    ②增大反应压强或增大CO2的浓度

    ③3Cu2Al2O4+32H++2NO3－=6Cu2++ 6Al3++2NO↑+16 H2O

    （3）①     ②CO2+8e－+6H2O=CH4+8OH－

    【解析】

    试题分析：（1）①设消耗CH4物质的量为x，则平衡时CH4、CO2、CO、H2物质的量分别为(6-x)mol、(6-x)mol、2xmol、2xmol，由CH4体积分数得，解得x=4。所以K= = =64。②由盖斯定律得△H=(-890.3+2.8×2+566×2) kJ·mol－1= +247.3kJ·mol－1。（2）①温度升高，催化剂活性降低。②CO2(g)＋CH4(g)CH3COOH(l)，增大压强或增大二氧化碳气体浓度，可以提高甲烷转化率。③Cu2Al2O4中Cu为+1价，Cu2Al2O4与硝酸生成硝酸铜、硝酸铝、NO和水，根据得失电子相等、电荷守恒、质量守恒配平。（3）①CO2发生加聚反应时，断裂C=O双键中的键，聚合得。②CO2在铜电极上可转化为甲烷，C的化合价由+4降为-4，发生还原反应，由电子和电荷守恒、质量守恒写出电极反应式。

    考点： 化学平衡常数  盖斯定律  化学平衡移动与转化率  离子方程式  高聚物  电极反应式的书写

     

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2012?海南）Ⅰ污水经过一级、二级处理后，还含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子，可加入沉淀剂使其沉淀．下列物质不能作为沉淀剂的是
    AC
    AC

    A．氨水                             B．硫化氢气体
    C．硫酸钠溶液                       D．纯碱溶液
    Ⅱ合成氨的流程示意图如下：

    回答下列问题：
    （1）工业合成氨的原料是氮气和氢气．氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是
    液化、分馏
    液化、分馏
    ，
    与碳反应后除去CO2
    与碳反应后除去CO2
    ；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式
    C+H2O
     高温 
    .
     
     CO+H2
    C+H2O
     高温 
    .
     
     CO+H2
    ，
    CH4+H2O
    催化剂
    .
    △
     CO+3H2
    CH4+H2O
    催化剂
    .
    △
     CO+3H2
    ；
    （2）设备A中含有电加热器、触煤和热交换器，设备A的名称
    合成（氨）塔
    合成（氨）塔
    ，其中发生的化学反应方程式为
    N2（g）+3H2（g）
    高温、高压
    催化剂
    2NH3（g）
    N2（g）+3H2（g）
    高温、高压
    催化剂
    2NH3（g）
    ；
    （3）设备B的名称
    冷凝塔或冷凝器
    冷凝塔或冷凝器
    ，其中m和n是两个通水口，入水口是
    n
    n
    （填“m”或“n”）．不宜从相反方向通水的原因
    高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，逆向冷凝效果好
    高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，逆向冷凝效果好
    ；
    （4）设备C的作用
    将液氨与未反应的原料气分离
    将液氨与未反应的原料气分离
    ；
    （5）在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：
    CO（g）+H2O（g）?CO2 （g）+H2 （g）
    已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过90%，则起始物中c（H2O）：c（CO）不低于
    13.8
    13.8
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    I、镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的．主要步骤如下：

    （1）为了使MgSO4转化为Mg（OH）2，试剂①可以选用
    氢氧化钠
    氢氧化钠
    ，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂的量应为
    过量
    过量
    ．
    （2）加入试剂①后，能够分离得到Mg（OH）2沉淀的方法是
    过滤
    过滤
    ．
    （3）试剂②选用
    盐酸
    盐酸
    ；写出其反应的离子方程式
    Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O
    Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O
    ．
    （4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后产生镁和氯气，该反应的化学方程式为
    MgCl2（熔融）
     电解 
    .
     
    Mg+Cl2↑
    MgCl2（熔融）
     电解 
    .
     
    Mg+Cl2↑
    ．
    II．苯和甲烷是两类烃的代表物质，回答下列问题：
    （1）苯在常温常压下呈
    液
    液
    态．
    （2）常温常压下气态直链烷烃含碳原子数≤
    4
    4
    ．
    （3）苯和甲烷中含碳量较高的是
    苯
    苯
    ．
    （4）写出甲烷在氧气中燃烧的化学方程式
    CH4+2O2
     点燃 
    .
     
    CO2+2H2O
    CH4+2O2
     点燃 
    .
     
    CO2+2H2O
    ．若将等物质的量的苯和甲烷分别燃烧，耗氧量较大的是
    苯
    苯
    ．
    （5）写出苯与溴单质反应的化学方程式
    C6H6+Br2
    FeBr3
    C6H5Br+HBr
    C6H6+Br2
    FeBr3
    C6H5Br+HBr
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2013?江苏三模）CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标．
    （1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4L容器中通入6mol CO2、6mol CH4，发生如下反应：CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）．平衡体系中各组分体积分数如下表：
    物质 CH4 CO2 CO H2
    体积分数 0.1 0.1 0.4 0.4
    ①此温度下该反应的平衡常数K=
    64
    64
    ．
    ②已知：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-890.3kJ?mol-1
    CO（g）+H2O （g）=CO2（g）+H2 （g）△H=2.8kJ?mol-1
    2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ?mol-1
    反应CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g） 的△H=
    +247.3kJ?mol-1
    +247.3kJ?mol-1
    ．
    （2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸．
    ①不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示．250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是
    温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低
    温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低
    ．
    ②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是
    增大反应压强或增大CO2的浓度
    增大反应压强或增大CO2的浓度
    ．
    ③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为
    3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O
    3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O
    ．
    （3）以CO2为原料可以合成多种物质．
    ①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料，它是由加聚而成．写出聚碳酸酯的结构简式：
    ．
    ②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，CO2在铜电极上可转化为甲烷，该电极反应方程式为
    CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-
    CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-
    ．

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    科目：高中化学 来源：2012-2013学年江苏省南通、泰州、扬州连云港淮安高三第三次调研5月测试化学卷（解析版） 题型：填空题

    CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。

    ⑴250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2 (g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：

    物质

    CH4

    CO2

    CO

    H2

    体积分数

    0.1

    0.1

    0.4

    0.4

    ①此温度下该反应的平衡常数K=     。

    ②已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H=-890.3 kJ·mol－1

    CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H=2.8 kJ·mol－1

    2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol－1

    反应CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) 的△H=     。

    ⑵以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。

    ①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是   。

    ②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是   。

    ③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为     。

    ⑶以CO2为原料可以合成多种物质。

    ①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料，它是由缩聚而成。写出聚碳酸酯的结构简式：   。

    ②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，CO2在铜电极上可转化为甲烷，该电极反应方程式为     。

     

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