北京市高三化学期末试题汇编 化学反应原理

精品文档精品文档 精品文档精品文档化学反应原理一、选择题(每题分，计分)1.(2014届北京海淀区)H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)H=a kJmol1已知(a、b、c均大于零)下列说法不正确的是( ) A. 反应物的总能量高于生成物的总能量B. 断开1mol HH键和1mol II键所需能量大于断开2mol HI键所需能量C. 断开2mol HI键所需能量约为(c+b+a)kJD. 向密闭容器中加入2mol H2和2mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ2.(2015届北京海淀区)下述实验方案能达到实验目的是(2015届北京海淀区)工业上用CO和H2合成CH3OH：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应的平衡常数如下表：温度/0100200300400平衡常数667131.91022.41041105下列说法正确的是( ) A. 该反应的H0B. 加压、增大H2浓度和加入催化剂都能提高CO的转化率C. 工业上采用5103kPa和250的条件，其原因是原料气的转化率高D. t时，向1L密闭容器中投入0.1mol CO和0.2mol H2，平衡时CO转化率为50%，则该温度时反应的平衡常数的数值为1003.(2013届北京通州区)已知：H2(g)+F2(g)=2HF(g)H=270kJ/mol，下列说法正确的是( ) A. 在相同条件下，1mol H2与1mol F2的能量总和大于2mol HF气体的能量B. 1mol H2与1mol F2反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJC. 该反应的逆反应是放热反应D. 该反应过程的能量变化可用如图来表示4.(2013届北京朝阳)SF6是一种优良的气体绝缘材料，分子结构中只存在SF键发生反应的热化学方程式为：S(s)+3F2(g)=SF6(g)H=1220kJ/mol已知：1mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1mol FF 键需吸收的能量为160kJ，则断裂1mol SF 键需吸收的能量为( ) A. 330kJB. 276.67kJC. 130kJD. 76.67kJ5.(2015届北京东城区)下列说法正确的是( ) A. 吸热反应都需加热才能发生B. 在铁制品上镀铜时，铁制品作阳极，铜盐溶液作电镀液C. 应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D. 密闭容器中进行的可逆反应，气体压强不发生变化时说明反应一定达到化学平衡状态6.(2015届北京东城区)下列关于各图象的解释或结论正确的是( ) A. .热化学方程式是H2(g)+O2(g)=H2O(g)H=241.8kJ/molB. .对于恒温恒容条件下的反应2NO2(g)N2O4(g)，A点为平衡状态C. 将A. B饱和溶液分别由T1升温至T2时，溶质的质量分数BAD. .同温度、同浓度的NaA溶液与NaB溶液相比，其pH前者小于后者7.(2014届北京通州区)反应M+ZQ(H0)分两步进行：M+ZX(H0)，XQ(H0)下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是( ) A. B. C. D. 8.(2015届北京朝阳区)H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)H=a kJ/mol下列说法正确的是( ) 已知：A. H2、I2和HI分子中的化学键都是非极性共价键B. 断开2mol HI分子中的化学键所需能量约为(c+b+a)kJC. 相同条件下，1mol H2(g)和1mol I2(g)总能量小于2mol HI (g)的总能量D. 向密闭容器中加入2mol H2(g)和2mol I2(g)，充分反应后放出的热量为2a kJ9.(2014届北京房山区)肼(N2H4)是一种可用于火箭或原电池的燃料已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H=+67.7kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)H=534kJ/mol 下列说法正确的是( ) A. 反应中反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量B. 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O (g)H=1000.3kJ/molC. 铂做电极，KOH溶液做电解质溶液，由反应设计的燃料电池其负极反应式：N2H44e+4OH=N2+4H2OD. 铂做电极，KOH溶液做电解质溶液，由反应设计的燃料，工作一段时间后，KOH溶液的pH将增大二、填空题(每题分，计分)10.(2014届北京通州区)已知：H+(aq)+OH(aq)H2O(l)；H=57.3kJ/mol请计算下列中和反应中放出的热量(1)0.1mol Ba(OH)2配成稀溶液，跟足量的稀硝酸反应，能放出kJ热量；(2)用10.0L 0.10mol/L醋酸溶液与20.0L 0.10mol/L NaOH溶液反应，放出的热量(选填“大于”、“小于”或“等于”)57.3kJ，理由是；(3)用0.5L 2moL/L的硫酸0.25L 4mol/L的NaOH溶液反应，放出的热量(选填“大于”、“小于”或“等于”)57.3kJ，理由是11.(2014届北京石景山)海底蕴藏着大量的“可燃冰”用甲烷制水煤气(CO、H2)，再合成甲醇来代替日益供应紧张的燃油已知：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H1=+206.2kJmol1CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2(g)H2=35.4kJmol1CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)H3=+165.0kJmol1(1)CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为(2)从原料、能源利用的角度，分析反应作为合成甲醇更适宜方法的原因是(3)水煤气中的H2可用于生产NH3，在进入合成塔前常用Cu(NH3)2Ac溶液来吸收其中的CO，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是：Cu(NH3)2Ac+CO+NH3Cu(NH3)3AcCOH0，Cu(NH3)2Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是(4)将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如图(A. B为多孔性石墨棒)持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL0V44.8L时，电池总反应方程式为44.8LV89.6L时，负极电极反应为V=67.2L时，溶液中离子浓度大小关系为参考答案：一、选择题(每题分，计分)1.(2014届北京海淀区)关键字:北京期末H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)H=a kJmol1已知(a、b、c均大于零)下列说法不正确的是( ) A. 反应物的总能量高于生成物的总能量B. 断开1mol HH键和1mol II键所需能量大于断开2mol HI键所需能量C. 断开2mol HI键所需能量约为(c+b+a)kJD. 向密闭容器中加入2mol H2和2mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ【考点】反应热和焓变【专题】化学反应中的能量变化【分析】A. 依据反应是放热反应，结合能量守恒分析；B. 断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，结合反应是放热反应分析判断；C. 依据焓变=反应物断裂化学键需要的能量生成物形成化学键放出的能量分析判断；D. 反应是可逆反应不能进行彻底；【解答】解：A. H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)H=a kJmol1，反应是放热反应，反应物能量高于生成物，故A正确；B. 断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，反应是放热反应所以形成化学键放出的能量大于断裂化学键吸收的能量，断开1mol HH键和1mol II键所需能量小于断开2mol HI键所需能量，故B错误；C. H=反应物断裂化学键需要的能量生成物形成化学键放出的能量=bKJ/mol+cKJ/mol2HI=aKJ/mol，得到断开2mol HI键所需能量约为(a+b+c)KJ，故C正确；D. 反应是可逆反应不能进行彻底，依据焓变意义分析，向密闭容器中加入2mol H2和2mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ，故D正确；故选B. 【点评】本题考查了化学反应的焓变分析，化学键与焓变关系的计算分析应用，掌握原理和基础是解题关键，题目难度中等2.(2015届北京海淀区)关键字:北京期末下述实验方案能达到实验目的是(2015届北京海淀区)关键字:北京期末工业上用CO和H2合成CH3OH：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应的平衡常数如下表：温度/0100200300400平衡常数667131.91022.41041105下列说法正确的是( ) A. 该反应的H0B. 加压、增大H2浓度和加入催化剂都能提高CO的转化率C. 工业上采用5103kPa和250的条件，其原因是原料气的转化率高D. t时，向1L密闭容器中投入0.1mol CO和0.2mol H2，平衡时CO转化率为50%，则该温度时反应的平衡常数的数值为100【考点】反应热和焓变；化学平衡的影响因素【专题】化学反应中的能量变化【分析】A. 依据平衡常数随温度变化和平衡移动原理分析判断；B. 反应前后是气体体积减小的放热反应，增大压强增大氢气浓度，平衡正向进行，催化剂改变反应速率不改变化学平衡；C. 此条件是催化剂活性最大，升温平衡逆向进行；D. 结合平衡三段式列式计算，平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积【解答】解：A. 依据平衡常数随温度变化和平衡移动原理分析判断，随温度升高平衡常数减小，正反应为放热反应H0，故A错误；B. 反应前后是气体体积减小的放热反应，增大压强增大氢气浓度，平衡正向进行，催化剂改变反应速率不改变化学平衡，不能提高CO的转化率，故B错误；C. 升温平衡逆向进行，此条件是催化剂活性最大，不是原料气的转化率高，故C错误；D. 结合平衡三段式列式计算，平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始量(mol/L)0.10.20变化量(mol/L)0.150%0.10.05平衡量(mol/L)0.050.10.05平衡常数K=100，故D正确；故选D. 【点评】本题考查了化学平衡影响因素分析判断，平衡常数概念的计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等3.(2013届北京通州区)关键字:北京期末已知：H2(g)+F2(g)=2HF(g)H=270kJ/mol，下列说法正确的是( ) A. 在相同条件下，1mol H2与1mol F2的能量总和大于2mol HF气体的能量B. 1mol H2与1mol F2反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJC. 该反应的逆反应是放热反应D. 该反应过程的能量变化可用如图来表示【考点】反应热和焓变【专题】化学反应中的能量变化【分析】由热化学方程式可知，正反应H0，为放热反应，说明反应物总能量大于生成物总能量，物质由气体变为液体放出能量，以此解答该题【解答】解：A. 由热化学方程式可知，正反应H0，为放热反应，说明反应物总能量大于生成物总能量，故A正确；B. 物质由气体变为液体放出能量，则1mol H2与1mol F2反应生成2mol液态HF放出的热量大于270kJ，故B错误；C. 正反应H0，为放热反应，该反应的逆反应是吸热反应，故C错误；D. 由A可知，反应物总能量大于生成物总能量，故D错误故选A. 【点评】本题考查反应热与焓变，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握物质的能量与反应热的关系，把握热化学方程式的特点，注重相关基础知识的积累，难度不大4.(2013届北京朝阳)关键字:北京期末SF6是一种优良的气体绝缘材料，分子结构中只存在SF键发生反应的热化学方程式为：S(s)+3F2(g)=SF6(g)H=1220kJ/mol已知：1mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1mol FF 键需吸收的能量为160kJ，则断裂1mol SF 键需吸收的能量为( ) A. 330kJB. 276.67kJC. 130kJD. 76.67kJ【考点】反应热和焓变【专题】化学反应中的能量变化【分析】依据化学方程式结合物质结构分析，焓变=反应物断裂化学键吸收的能量生成物形成化学键放出能量【解答】解：S(s)+3F2(g)=SF6(g)H=1220kJ/mol，断裂1mol SF 键需吸收的能量设为x，得到1220kJ=280KJ+160kJ36XX=330kJ，故选A. 【点评】本题考查了化学反应的能量变化，反应焓变的计算应用，题目较简单5.(2015届北京东城区)关键字:北京期末下列说法正确的是( ) A. 吸热反应都需加热才能发生B. 在铁制品上镀铜时，铁制品作阳极，铜盐溶液作电镀液C. 应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D. 密闭容器中进行的可逆反应，气体压强不发生变化时说明反应一定达到化学平衡状态【考点】用盖斯定律进行有关反应热的计算；化学平衡状态的判断；电解原理【专题】化学反应中的能量变化；化学平衡专题；电化学专题【分析】A. 反应放热还是吸热与反应条件无关，决定于反应物与生成物的能量差；B. 电镀时，被镀金属应作阴极；C. CO燃烧的反应难以实现，可以通过C燃烧生成二氧化碳的焓变和CO燃烧生成二氧化碳的焓变利用盖斯定律求CO燃烧的焓变；D. 有些反应是反应前后气体体积没有变化的反应，如H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)，所以容器中的压强一直未发生变化，故压强不变，不能证明达到了平衡状态【解答】解：A. 有的吸热反应不需要任何条件即可发生，如氯化铵和氢氧化钡晶体的反应，故A错误；B. 在铁制品上镀铜时，镀件铁制品为阴极，铜盐为电镀液，故B错误；C. CO燃烧的反应难以实现，可以通过C燃烧生成二氧化碳的焓变和CO燃烧生成二氧化碳的焓变利用盖斯定律求CO燃烧的焓变，故C正确；D. 有些反应是反应前后气体体积没有变化的反应，如H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)，所以容器中的压强一直未发生变化，故压强不变，不能证明达到了平衡状态，故D错误，故选C. 【点评】本题考查反应热与反应条件的关系、电镀原理、化学反应平衡状态的判断等，难度不大6.(2015届北京东城区)关键字:北京期末下列关于各图象的解释或结论正确的是( ) A. .热化学方程式是H2(g)+O2(g)=H2O(g)H=241.8kJ/molB. .对于恒温恒容条件下的反应2NO2(g)N2O4(g)，A点为平衡状态C. 将A. B饱和溶液分别由T1升温至T2时，溶质的质量分数BAD. .同温度、同浓度的NaA溶液与NaB溶液相比，其pH前者小于后者【考点】反应热和焓变【专题】图像图表题【分析】A. 图象中当放热483.6KJ时，是生成液态水的时候；B. A点时，NO2和N2O4的消耗速率相等；C. T1时，A和B的溶解度相同，溶质的质量分数相同；D. 酸越弱，其对应的盐越水解【解答】解：A. 图象中当放热483.6KJ时，是生成液态水的时候，故热化学方程式应是H2(g)+O2(g)=H2O(l)H=241.8kJ/mol，故A错误；B. A点时，只说明NO2和N2O4的消耗速率相等，而当NO2和N2O4的消耗速率之比为2：1时，反应才达平衡，故B错误；C. T1时，A和B的溶解度相同，饱和溶液中溶质的质量分数相同，当升温到T2时，两者的溶解度均变大，无晶体析出，故溶液中的溶质的质量分数均不变，仍相等，故C错误；D. 从图象可以看出，加水稀释时，HA的pH变化大，故HA的酸性强于HB，而酸越弱，其对应的盐越水解，故同温度、同浓度的NaA溶液与NaB溶液相比，NaB的水解程度大，pH更大，其pH前者小于后者，故D正确；故选D. 【点评】本题考查了图象的问题，应注意的是升高温度，A 和B的溶解度均增大，无晶体析出，故溶质的质量分数不变7.(2014届北京通州区)关键字:北京期末反应M+ZQ(H0)分两步进行：M+ZX(H0)，XQ(H0)下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是( ) A. B. C. D. 【考点】反应热和焓变【专题】化学反应中的能量变化【分析】根据物质具有的能量进行计算：H=E(生成物的总能量)E(反应物的总能量)，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，反应吸热，以此解答该题【解答】解：由反应M+ZQ(H0)分两步进行M+ZX (H0)XQ(H0)可以看出，(1)M+ZQ(H0)是放热反应，M和Z的能量之和大于Q，(2)由M+ZX(H0)可知这步反应是吸热反应，则M和Z的能量之和小于X，(3)由XQ(H0)是放热反应，故X的能量大于Q；综上可知，X的能量大于M+Z；M+Z的能量大于Q，只有图象D符合，故选D. 【点评】本题为图象题，主要考查了物质的能量分析应用、化学反应的能量变化分析，题目难度中等，注意反应热与物质总能量大小的关系判断8.(2015届北京朝阳区)关键字:北京期末H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)H=a kJ/mol下列说法正确的是( ) 已知：A. H2、I2和HI分子中的化学键都是非极性共价键B. 断开2mol HI分子中的化学键所需能量约为(c+b+a)kJC. 相同条件下，1mol H2(g)和1mol I2(g)总能量小于2mol HI (g)的总能量D. 向密闭容器中加入2mol H2(g)和2mol I2(g)，充分反应后放出的热量为2a kJ【考点】反应热和焓变 【专题】化学反应中的能量变化【分析】A. HI分子中的化学键是极性共价键；B. 依据焓变=反应物断裂化学键需要的能量生成物形成化学键放出的能量分析判断；C. 依据反应是放热反应，结合能量守恒分析；D. 反应是可逆反应不能进行彻底【解答】解：A. HI分子中的化学键是极性共价键，故A错误；B. H=反应物断裂化学键需要的能量生成物形成化学键放出的能量=bKJ/mol+cKJ/mol2HI=aKJ/mol，得到断开2mol HI键所需能量约为(a+b+c)KJ，故B正确；C. H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)H=a kJmol1，反应是放热反应，反应物能量高于生成物，故C错误；D. 反应是可逆反应不能进行彻底，依据焓变意义分析，向密闭容器中加入2mol H2和2mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ，故D错误；故选B. 【点评】本题考查了化学反应的焓变分析，化学键与焓变关系的计算分析应用，掌握原理和基础是解题关键，题目难度中等二、解答题(共5小题，满分58分)9.(2014届北京房山区)关键字:北京期末肼(N2H4)是一种可用于火箭或原电池的燃料已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H=+67.7kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)H=534kJ/mol 下列说法正确的是( ) A. 反应中反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量B. 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O (g)H=1000.3kJ/molC. 铂做电极，KOH溶液做电解质溶液，由反应设计的燃料电池其负极反应式：N2H44e+4OH=N2+4H2OD. 铂做电极，KOH溶液做电解质溶液，由反应设计的燃料，工作一段时间后，KOH溶液的pH将增大【考点】反应热和焓变；原电池和电解池的工作原理【专题】化学反应中的能量变化；电化学专题【分析】A. 反应为吸热反应，反应后能量升高；B. 利用盖斯定律的计算，首先书写出化学方程式，在利用两个已知方程式推导出目标方程式，再求出反应热；C. 负极是N2H4失电子生成N2和H2O；D. 根据总方程分析溶液中氢氧根离子浓度的变化【解答】解：A. 已知N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H=+67.7kJ/mol，该反应为吸热反应，反应后能量升高，所以反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，故A错误；B. 已知：N2(g)+2O2(g)2NO2(g)，H=+67.7kJ/mol N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)，H=534kJ/mol 写出目标方程式为2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)，可以通过联立，2得到即2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)，H=2=2(534kJ/mol)(+67.7kJ/mol)=1135.7kJ/mol，所以2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)，H=1135.7kJ/mol，故B错误；C. 负极是N2H4失电子生成N2和H2O，则其电极反应式为：N2H44e+4OH=N2+4H2O，故C正确；D. 已知该电池反应的总方程为：N2H4+O2=N2+2H2O，反应生成水，溶液的体积增大，所以氢氧化钾的浓度减小，即溶液的pH减小，故D错误；故选C. 【点评】本题考查了反应中能量变化，热化学方程式的书写方法和盖斯定律的计算应用，原电池原理的应用等，考查的内容较多，题目难度中等二、填空题(每题分，计分)10.(2014届北京通州区)关键字:北京期末已知：H+(aq)+OH(aq)H2O(l)；H=57.3kJ/mol请计算下列中和反应中放出的热量(1)0.1mol Ba(OH)2配成稀溶液，跟足量的稀硝酸反应，能放出11.46kJ热量；(2)用10.0L 0.10mol/L醋酸溶液与20.0L 0.10mol/L NaOH溶液反应，放出的热量小于(选填“大于”、“小于”或“等于”)57.3kJ，理由是醋酸的电离过程吸热；(3)用0.5L 2moL/L的硫酸0.25L 4mol/L的NaOH溶液反应，放出的热量等于(选填“大于”、“小于”或“等于”)57.3kJ，理由是硫酸和氢氧化钠是强电解质，二者稀溶液反应生成1mol水【考点】有关反应热的计算；弱电解质在水溶液中的电离平衡【专题】化学反应中的能量变化【分析】(1)0.1mol Ba(OH)2与足量的稀硝酸反应生成0.2mol水，根据H+(aq)+OH(aq)H2O(l)H=57.3kJmol1可知，生成1molH2O放出热量为57.3kJ，然后根据水的物质的量与热量成正比求出热量；(2)醋酸是弱电解质，电离时会吸收热量；(3)硫酸和氢氧化钠是强电解质，二者稀溶液反应生成1mol水放出的热量等于中和热【解答】解：(1)由H+(aq)+OH(aq)H2O(l)H=57.3kJmol1可知，生成1molH2O放出热量为57.3kJ，而0.1mol Ba(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反应可得0.2molH2O，所以放出的热量为57.3kJ0.2=11.46kJ，故答案为：11.46；(2)醋酸的物质的量=0.5L2mol/L=1mol，NaOH的物质的量=20.0L0.10mol/L=2mol，醋酸完全反应，生成水约是1mol，由于醋酸是弱电解质，电离过程为吸热过程，所以用含1mol CH3COOH的稀醋酸与足量稀氢氧化钠溶液反应，反应放出的热量小于57.3kJ，故答案为：小于；醋酸的电离过程吸热；(3)硫酸的物质的量=10.0L0.10mol/L=1mol，NaOH的物质的量=0.25L4mol/L=1mol，由H+(aq)+OH(aq)H2O可知，生成1mol水，硫酸和氢氧化钠是强电解质，且是稀溶液，故生成1mol水放出的热量为57.3kJ，故答案为：等于；硫酸和氢氧化钠是强电解质，二者稀溶液反应生成1mol水【点评】本题考查中和热的计算及对中和热的理解，难度不大，注意把握中和热概念：应是稀溶液，生成水为1mol，发生反应的本质是氢离子与氢氧根反应生成水，注意理解弱电解质、浓溶液对中和热的影响11.(2014届北京石景山)关键字:北京期末海底蕴藏着大量的“可燃冰”用甲烷制水煤气(CO、H2)，再合成甲醇来代替日益供应紧张的燃油已知：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H1=+206.2kJmol1CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2(g)H2=35.4kJmol1CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)H3=+165.0kJmol1(1)CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)H=+247.4 kJmol1(2)从原料、能源利用的角度，分析反应作为合成甲醇更适宜方法的原因是选择CH4不完全燃烧制合成气时，放出热量，同时得到的CO、H2物质的量之比为1：2，能恰好完全反应合成甲醇，符合绿色化学的“原子经济”原则(3)水煤气中的H2可用于生产NH3，在进入合成塔前常用Cu(NH3)2Ac溶液来吸收其中的CO，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是：Cu(NH3)2Ac+CO+NH3Cu(NH3)3AcCOH0，Cu(NH3)2Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是低温、高压(4)将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如图(A. B为多孔性石墨棒)持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL0V44.8L时，电池总反应方程式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O44.8LV89.6L时，负极电极反应为CH48e+9CO32+3H2O=10HCO3V=67.2L时，溶液中离子浓度大小关系为c(K+)c(HCO3)c(CO32)c(OH)c(H+)【考点】用盖斯定律进行有关反应热的计算；常见化学电源的种类及其工作原理；化学平衡的调控作用【专题】基本概念与基本理论【分析】(1)根据盖斯定律结合已知热化学方程式分析；(2)从能量角度和原子利用率角度两个方面分析；(3)已知正反应是气体物质体积减小的放热反应，据此分析；(4)n(KOH)=2mol/L2L=4mol，可能先后发生反应CH4+2O2CO2+2H2O、CO2+2KOH=K2CO3+H2O、K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3；根据甲烷的量计算生成的二氧化碳的量，结合反应方程式判断反应产物及发生的反应【解答】解：(1)根据盖斯定律可知，2可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)，所以其H=(+206.2)2(+165.0)kJmol1=+247.4kJmol1，所以CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)H=+247.4kJmol1，故答案为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)H=+247.4kJmol1；(2)从能量角度比较，是吸热反应，需要消耗更多能量，是放热反应，不需要太多能量；从原子利用率角度，由于CO+2H2CH3OH，的产物中氢原子不可能全部变为CH3OH，而的产物中所有原子都可能全部变为CH3OH；因此选，甲烷不完全燃烧制合成气时放出热量，还得到物质的量之比为1：2的CO和H2的混合气体，能恰好完全反应生成甲醇，故答案为：选择CH4不完全燃烧制合成气时，放出热量，同时得到的CO、H2物质的量之比为1：2，能恰好完全反应合成甲醇，符合绿色化学的“原子经济”原则；(3)已知正反应是气态物质体积减小的放热反应，因此采用降低温度、增大压强能使平衡右移，提高CO的转化率，故答案为：低温、高压；(4)n(KOH)=2mol/L2L=4mol，可能先后发生反应CH4+2O2CO2+2H2O、CO2+2KOH=K2CO3+H2O、K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3；当0V44.8L时，0n(CH4)2mol，则0n(CO2)2mol，只发生反应，且KOH过量，则电池总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，故答案为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O；当44.8LV89.6L，2moln(CH4)4mol，则2moln(CO2)4mol，发生反应，得到K2CO3和KHCO3溶液，则负极反应式为CH48e+9CO32+3H2O=10HCO3，故答案为：CH48e+9CO32+3H2O=10HCO3；当V=67.2L时，n(CH4)=3mol，n(CO2)=3mol，则电池总反应式为3CH4+6O2+4KOH=K2CO3+2KHCO3+7H2O，则得到1molK2CO3和2molKHCO3的溶液，则c(K+)c(HCO3)c(CO32)c(OH)c(H+)，故答案为：c(K+)c(HCO3)c(CO32)c(OH)c(H+)【点评】本题考查了运用盖斯定律计算焓变、热化学方程式的书写、评价物质合成方案、影响化学平衡的因素、燃料电池、溶液中离子浓度大小关系等重要考点，涉及的知识点较多，综合性较强，难度较大