“西气东输”工程使北京用上了更加清洁的能源--天然气(主要成分是CH4)。在使用天然气以前北京用的煤气主要是将碳与水蒸气在高温下反应制得的水煤气，水煤气的主要成

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“西气东输”工程使北京用上了更加清洁的能源--天然气(主要成分是CH₄)。在使用天然气以前北京用的煤气主要是将碳与水蒸气在高温下反应制得的水煤气，水煤气的主要成分是CO和H₂，两者的体积比约为
1：1。已知：CO的燃烧热△H=－283.0 kJ／mol；H₂的燃烧热△H=－286.0 kJ／mol；CH₄的燃烧热△H=－890.0 kJ／mol。
(1)用H₂为原料设计成氢氧燃料电池(电解质溶液为KOH)，正极的电极反应式是：_______________。
(2)已知：

写出由C(s)与H₂O(g)反应生成水煤气的热化学方程式：______________________。
(3)忽略水煤气中其它成分，若获得相等的热量，所需相同状况下水煤气与甲烷的体积比约为_______；排放的CO₂物质的量的比约为_________。通过计算得知：使用天然气能______(填“增多”或“减少”)温室气体(CO₂)的排放。(各种燃料均完全燃烧)
(4)若将由amolCH₄、CO和H₂组成的混合气体完全燃烧，生成CO₂气体和液态水时放出热量(Q)的取值范围是___________。

答案

(1)

(2)

(3)3：1；3：2 ；减少
(4)890.0a kJ>Q>283.0a kJ

举一反三

如下图所示，△H1=-393.5 kJ/mol，△H2=-395.4 kJ/mol，下列说法或表示式正确的是

[ ]
A．C（s、石墨）== C（s、金刚石） △H= +1.9 kJ/mol
B．石墨和金刚石的转化是物理变化
C．金刚石的稳定性强于石墨
D．1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小1.9 kJ

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直接甲醇燃料电池（DNFC）被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。（1）101 kPa时，1 mol CH₃OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ/mol，则甲醇燃烧的热化学方程式为_____________________。
（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是：
① CH₃OH(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+3H₂(g) △H1=+49.0 kJ·mol^-1
② CH₃OH(g)+1/2O₂(g)= CO₂(g)+2H₂(g) △H2
已知H₂(g)+ 1/2O₂(g)===H₂O(g) △H = -241.8 kJ·mol^-1 则反应②的△H2 =________kJ·mol^-1。
（3）甲醇燃料电池的结构示意图如。甲醇进入________极（填“正”或“负”），正极发生的电极反应为_____________________。

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将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。
煤转化为水煤气的主要化学反应为：C+H₂O(g)

CO+H₂。
C(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) △H₁=-393.5kJ·mol^-1；
H₂(g)+O₂(g)=H₂O(g) △H₂=-242.0kJ·mol^-1；
CO(g)+O₂(g)=CO₂(g) △H₃=-283.0kJ·mol^-1；
试回答：
（1）请你根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H₂的热化学方程式：_________________ 。
（2）比较反应热数据可知，1molCO(g)和1 molH₂(g)完全燃烧放出的热量之和，比1molC(s)完全燃烧放出的热量_________ （填“多”或“少”）。
（3）根据下列循环图：

请你写出△H₁、△H₂、△H₃、△H₄之间存在的关系式___________ 。

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实验测得碳单质、氢气、甲烷的燃烧热（△H）分别为-393.5 kJ/mol、-285.8 kJ/mol、-890.3 kJ/mol。则
CH₄(g) == C(s) + 2H₂(g)的反应焓变（△H）为 [ ]
A．-74.8 kJ/mol
B．+74.8 kJ/mol
C．-211kJ/mol
D．+211kJ/mol

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科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有报道：在常温、常压、光照条件下，
N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面与水发生反应，生成的主要产物为NH₃和另一种常见气体。进一步研究NH₃生成量与温度的关系（其它条件均相同），部分实验数据见下表

回答下列问题：
（1）写出该反应的化学方程式_____________________
（2）该反应的焓变△H______0（填“>”、“<”或“=”）
（3）请在坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。

（4）与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH₃生成量的建议：___________________。
（5）已知：
N₂(g) + 3H₂(g) == 2NH₃(g) △H = －92.4 kJ/mol
H₂(g) + Cl₂(g) == 2HCl(g) △H = －184.6 kJ/mol
1/2N₂(g) + 2H₂(g) + 1/2Cl₂(g) == NH₄Cl(s) △H = －313.6 kJ/mol
① 计算NH₃(g) + HCl(g) == NH₄Cl(s)的反应焓变：△H =______________
② 室温下NH₃就和HCl能发生化合反应生成NH₄Cl；而在加热的条件下，NH₄Cl则能分解为NH₃和HCl。请用所学的化学原理解释这一现象：____________________________

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