【題目】CH4既是一種重要的能源，也是一種重要的化工原料。

（1）甲烷的電子式為__。

（2）甲烷高溫分解生成氫氣和碳。在密閉容器中進(jìn)行此反應(yīng)時(shí)要通入適量空氣使部分甲烷燃燒，其目的是__。

（3）以CH4為燃料可設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量轉(zhuǎn)化率高、對(duì)環(huán)境無(wú)污染的燃料電池，其工作原理如圖所示，則通入a氣體的電極名稱(chēng)為__，通入b氣體的電極反應(yīng)式__。(質(zhì)子交換膜只允許H+通過(guò))

（4）在一定溫度和催化劑作用下，CH4與CO2可直接轉(zhuǎn)化成乙酸，這是實(shí)現(xiàn)“減排”的一種研究方向。

①在不同溫度下，催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示，則該反應(yīng)的最佳溫度應(yīng)控制在__左右。

②該反應(yīng)催化劑的有效成分為偏鋁酸亞銅(CuAlO2，難溶物)。將CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體，其離子方程式為__。

（5）CH4還原法是處理NOx氣體的一種方法。已知一定條件下CH4與NOx反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2和CO2，若標(biāo)準(zhǔn)狀況下8.96LCH4可處理22.4LNOx，則x值為__。

【答案】 提供CH4分解所需的能量 負(fù)極 O2+4H++4e-=2H2O 250℃ 3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑ 1.6

【解析】

(1)甲烷屬于共價(jià)化合物，以共用電子對(duì)形成共價(jià)鍵；

(2)甲烷分解需要熱量，燃燒可提供部分能量；

(3)由圖可知，通入氣體a的一端發(fā)生氧化反應(yīng)，故應(yīng)通入甲烷，該極為負(fù)極，通入b為氧氣，得到電子，在酸性條件下生成水；

(4)①根據(jù)乙酸反應(yīng)速率最大，催化活性最高選擇；②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體，生成的鹽為硝酸鋁、硝酸銅，反應(yīng)還有水生成，寫(xiě)出離子方程式并配平；

(5)根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算；

根據(jù)以上分析解答。

(1甲烷屬于共價(jià)化合物，以共用電子對(duì)形成共價(jià)鍵，甲烷的電子式為：；

答案為：。

(2)甲烷高溫分解生成氫氣和碳。在密閉容器中進(jìn)行此反應(yīng)時(shí)要通入適量空氣使部分甲烷燃燒，其目的是提供甲烷分解所需的能量；

答案為：提供CH4分解所需的能量。

(3)由圖可知，通入氣體a的一端發(fā)生氧化反應(yīng)，故應(yīng)通入甲烷，該極為負(fù)極，通入b為氧氣，得到電子，在酸性條件下生成水，正極反應(yīng)式為：O2+4H++4e-=2H2O；

答案為：負(fù)極 ；O2+4H++4e-=2H2O 。

(4)①250℃時(shí)乙酸反應(yīng)速率最大，催化活性最高；

答案為：250℃。

②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體，生成的鹽為硝酸鋁、硝酸銅，反應(yīng)還有水生成，反應(yīng)離子方程式為：3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑。

答案為：3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑。

(5)反應(yīng)中C元素化合價(jià)由CH4里的-4價(jià)變成CO2里的+4價(jià)，N元素由NOx里的+2x變成N2里的0，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)目相等可得關(guān)系式：8.96L[4-(-4)]=22.4L2x,解得x=1.6；

答案為：1.6。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】某地酸雨可能含有下表中的離子。取一定量該地酸雨分成A、B、C、D四份，進(jìn)行如下探究：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)該酸雨中肯定存在的離子有____________________________________________。

(2)不能肯定存在的陰離子是________，能證明該陰離子是否存在的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)操作為________________________________________________________________________。

(3)寫(xiě)出溶液中滴加淀粉KI溶液所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______________________________。

(4)為了探究NO參與的硫酸型酸雨的形成，在燒瓶中充入含有少量NO的SO2氣體，慢慢通入O2，再?lài)娚溥m量蒸餾水即得硫酸型酸雨，NO的作用為__________________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】常溫下，1mol化學(xué)鍵斷裂形成氣態(tài)原子所需要的能量用表示。結(jié)合表中信息判斷下列說(shuō)法不正確的是( )

共價(jià)鍵

H-H

F-F

H-F

H-Cl

H-I

E(kJ/mol)

436

157

568

432

298

A. 432kJ/mol>E(H-Br)>298kJ/mol B. 表中最穩(wěn)定的共價(jià)鍵是H-F鍵

C. H2(g)→2H(g) △H=+436kJ/mol D. H2(g)+F2(g)=2HF(g) △H=-25kJ/mol

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】草酸是一種二元弱酸，可用作還原劑、沉淀劑等。某校課外小組的同學(xué)設(shè)計(jì)利用C2H2氣體制取H2C2O4·2H2O�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(1)甲組的同學(xué)以電石(主要成分CaC2，少量CaS及Ca3P2雜質(zhì)等)為原料，并用下圖1裝置制取C2H2。

①電石與水反應(yīng)很快，為了減緩反應(yīng)速率，裝置A中除用飽和食鹽水代替水之外，還可以采取的措施是__________（寫(xiě)一種即可）。

②裝置B中，NaClO將H2S、PH3 氧化為硫酸及磷酸，本身被還原為NaCl，其中PH3被氧化的離子方程式為______。該過(guò)程中，可能產(chǎn)生新的雜質(zhì)氣體Cl2，其原因是： _____________（用離子方程式回答）。

(2)乙組的同學(xué)根據(jù)文獻(xiàn)資料，用Hg(NO3)2作催化劑，濃硝酸氧化C2H2制取H2C2O4·2H2O。制備裝置如上圖2所示：

①裝置D中多孔球泡的作用是______________________。

②裝置D中生成H2C2O4的化學(xué)方程式為____________________________。

③從裝置D中得到產(chǎn)品，還需經(jīng)過(guò)_____________（填操作名稱(chēng)）、過(guò)濾、洗滌及干燥。

(3)丙組設(shè)計(jì)了測(cè)定乙組產(chǎn)品中H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)實(shí)驗(yàn)。他們的實(shí)驗(yàn)步驟如下：準(zhǔn)確稱(chēng)取m g產(chǎn)品于錐形瓶中，加入適量的蒸餾水溶解，再加入少量稀硫酸，然后用c mol·L－1酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定至終點(diǎn)，共消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL。

①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是______________________。

②滴定過(guò)程中發(fā)現(xiàn)褪色速率開(kāi)始很慢后逐漸加快，分析可能的原因是_______________。

③產(chǎn)品中H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______________（列出含 m、c、V 的表達(dá)式）。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】(1)元素周期表體現(xiàn)了元素周期律，元素周期律的本質(zhì)是原子核外電子排布的周期性變化。

①下表中的實(shí)線是元素周期表的部分邊界。請(qǐng)?jiān)诒碇杏脤?shí)線補(bǔ)全周期表的邊界_____________。

②元素甲是第三周期第VIA族元索，請(qǐng)?jiān)谟疫叿娇蛑邪瓷蠄D中氫元素的樣式寫(xiě)出元素甲的原子序數(shù)、元素符號(hào)、元素名稱(chēng)和相對(duì)原子質(zhì)量(取整數(shù))________________。

③元素乙的M層電子數(shù)比K層電子數(shù)多1，則乙原子半徑與甲原子半徑比較: _______>________(用元素符號(hào)表示)。甲、乙的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱為_______>________(用化學(xué)式表示)。

④請(qǐng)寫(xiě)出55號(hào)元素在元素周期表中的位置:_______________________________

(2) 工業(yè)合成氨的反應(yīng)N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)是一個(gè)可逆反應(yīng)、反應(yīng)條件是高溫、 高壓，并且需要合適的催化劑。已知形成1mol H一H鍵、1mol N一H鍵、Imol 鍵放出的能量分別為436kJ、391kJ、946kJ。

①若1mol N2完全反應(yīng)生成NH3可____________(填“吸收”或“放出”)熱量_________ kJ。

②如果將1mol N2和3mol H2混合，在一定條件下使其充分反應(yīng)，測(cè)得的熱量數(shù)值總小于上述數(shù)值，

其原因是_______________________________________________________________

③實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)合成氨時(shí)，在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行,反應(yīng)經(jīng)過(guò)10min后，生成10molNH3則用N2表示的化學(xué)反應(yīng)速率是_______________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】用純凈的CaCO3與100 mL稀鹽酸反應(yīng)制取CO2，實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄如圖所示(CO2的體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)，下列分析正確的是（ ）

A．OE段表示的平均速率最快

B．EF段，用鹽酸表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為0.4 mol·L－1·min－1

C．OE、EF、FG三段中，該反應(yīng)用二氧化碳表示的平均反應(yīng)速率之比為2∶6∶7

D．F點(diǎn)收集到的CO2的量最多

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的A和B，一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A(g)＋xB(g) 2C(g)，達(dá)到平衡后，在不同的時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)物的濃度隨時(shí)間的變化如圖甲所示，正逆反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖乙所示，下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A.30～40 min間該反應(yīng)使用了催化劑

B.化學(xué)方程式中的x＝1，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

C.30 min時(shí)降低溫度，40 min時(shí)升高溫度

D.8 min前A的平均反應(yīng)速率為0.08 mol·L－1·min－1

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】消除含氮、硫等化合物的污染對(duì)建設(shè)美麗家鄉(xiāng)，打造宜居環(huán)境具有重要意義。

I．用NH3催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染，NOx若以NO為例，在恒容容器中進(jìn)行反應(yīng)：4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。

（1）以下選項(xiàng)可以判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______。

A．.4v正(NH3)=5v逆(N2) B．反應(yīng)體系中氣體密度不變

C．.反應(yīng)體系中氣體壓強(qiáng)不變 D．反應(yīng)體系中氣體平均摩爾質(zhì)量不變

（2）圖I中曲線表示轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。若改變起始條件，使反應(yīng)過(guò)程由a狀態(tài)轉(zhuǎn)為b狀態(tài)進(jìn)行，可采取的措施是_______

A．降低溫度 B．增大反應(yīng)物中NO的濃度

C．加催化劑 D．向密閉容器中通入氬氣

II．燃煤煙氣中含有大量SO2和NO。某科研小組研究臭氧氧化的堿吸收法同時(shí)脫除SO2和NO工藝，反應(yīng)進(jìn)程如圖II所示。

反應(yīng)1：NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)

反應(yīng)2：SO2(g)＋O3(g)SO3(g)＋O2(g)

已知該體系中溫度80℃以上臭氧發(fā)生分解反應(yīng)：2O33O2。且100℃時(shí)臭氧的分解率約為10％。請(qǐng)回答：

（1）寫(xiě)出反應(yīng)1的熱化學(xué)方程式_______，反應(yīng)1在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的熵變ΔS_______0（填“大于”或“小于”）。

（2）其他條件不變，向五個(gè)體積固定為1L的密閉容器中均充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模擬煙氣和2.0mol O3，在不同溫度下反應(yīng)相同時(shí)間后體系中NO和SO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示：

①若P、Q兩點(diǎn)為非平衡點(diǎn)，試分析P點(diǎn)轉(zhuǎn)化率大于Q點(diǎn)的可能原因_______。100℃，t秒時(shí)反應(yīng)1進(jìn)行到P點(diǎn)，反應(yīng)從開(kāi)始到t秒時(shí)NO的平均速率v(NO)=_______mol·L1·s1（用含t的式子表示）。

②若Q點(diǎn)為平衡點(diǎn)，100℃下反應(yīng)2的平衡常數(shù)的數(shù)值約為_______（精確到0.01）。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】無(wú)水AlCl3易升華，可用作有機(jī)合成的催化劑等。工業(yè)上以鋁土礦(Al2O3、Fe2O3)為原料制備無(wú)水AlCl3的工藝流程如下：

（1） 氯化爐中Al2O3、Cl2和C反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。

（2）用Na2SO3溶液可除去冷卻器排出的尾氣中的Cl2，此反應(yīng)的離子方程式為__________。

（3）升華器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，其作用是________。

（4）為測(cè)定制得的無(wú)水AlCl3產(chǎn)品(含雜質(zhì)FeCl3)的純度，稱(chēng)取16.25 g無(wú)水AlCl3樣品，溶于過(guò)量的NaOH溶液中，過(guò)濾出沉淀物，沉淀物經(jīng)洗滌、灼燒、冷卻、稱(chēng)重，得其質(zhì)量為0.32 g。

① 寫(xiě)出上述除雜過(guò)程中涉及的離子方程式___________、____________。

② AlCl3產(chǎn)品的純度為________。

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