CO2和CH4是兩種主要的溫室氣體，以CH4和CO2為原料制造更高價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品是用來緩解溫室效應(yīng)的研究方向，回答下列問題：
（1）工業(yè)上CH4-H2O催化重整是目前大規(guī)模制取合成氣（CO和H2混合氣稱為合成氣）的重要方法，其原理為：
反應(yīng)Ⅰ：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）；△H1=+206.4kJ?mol-1
反應(yīng)Ⅱ：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；△H2=-41kJ?mol-1
CH4（g）和H2O（g）反應(yīng)生成CO2（g）和H2（g）的熱化學(xué)方程式是CH4（g）+2H2O（g）?CO2（g）+4H2（g）△H=+165.4kJ?mol-1CH4（g）+2H2O（g）?CO2（g）+4H2（g）△H=+165.4kJ?mol-1。
（2）將1mol CH4（g）和1mol H2O（g）加入恒溫恒壓的密閉容器中（溫度298K、壓強(qiáng)100kPa），發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，不考慮反應(yīng)Ⅱ的發(fā)生，該反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正=k正×p（CH4）×p（H2O），p為分壓（分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)），若該條件下k正=4.5×10-4kPa-1?s-1，當(dāng)CH4分解20%時(shí)，v正=0.50.5kPa?s-1。
（3）將CO2和CH4在一定條件下反應(yīng)可制得合成氣，在1L密閉容器中通入CH4與CO2，使其物質(zhì)的量濃度均為1.0mol?L-1，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g），測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示：
①壓強(qiáng)P1、P2、P3、P4由小到大的關(guān)系為p1＜p2＜p3＜p4p1＜p2＜p3＜p4。
②對于氣相反應(yīng)，用某組分（B）的平衡壓強(qiáng)p（B）代替物質(zhì)的量濃度c（B）也可表示平衡常數(shù)（記作Kp），如果P4=2MPa,求x點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=169（MPa）2169（MPa）2（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算）。
③下列措施中能使平衡正向移動(dòng)的是acdacd（填字母）。
a.升高溫度 b.增大壓強(qiáng) c.保持溫度、壓強(qiáng)不變，充入He d.恒溫、恒容，再充入1mol CO2和1mol CH4
（4）科學(xué)家還研究了其他轉(zhuǎn)化溫室氣體的方法，利用如圖2所示裝置可以將CO2轉(zhuǎn)化為氣體燃料紫外光CO（電解質(zhì)溶液為稀硫酸），該裝置工作時(shí)，M為負(fù)負(fù)極（填“正”或“負(fù)”），導(dǎo)線中通過2mol電子后，假定體積不變M極電解質(zhì)溶液的pH不變不變（填“增大”、“減小”或“不變”），N極電解質(zhì)溶液變化的質(zhì)量△m=1818g。
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【答案】CH4（g）+2H2O（g）?CO2（g）+4H2（g）△H=+165.4kJ?mol-1；0.5；p1＜p2＜p3＜p4；（MPa）2；acd；負(fù)；不變；18
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【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：48引用：4難度：0.2
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1．在催化劑作用下，可逆反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）在溫度為323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示（已知：反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：40引用：1難度：0.5 -
2．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl3）是制備甲硅烷的重要原料。回答下列問題：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有：
Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol
SiHCl3（g）+HCl（g）═SiCl4（g）+H2（g）△H=-31kJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是。
（2）鋁鋰形成化合物L(fēng)iAlH4既是金屬儲(chǔ)氫材料又是有機(jī)合成中的常用試劑，遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2，請寫出其水解反應(yīng)化學(xué)方程式。LiAlH4在化學(xué)反應(yīng)中通常作（填“氧化”或“還原”）劑。工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH4）制甲硅烷，反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟，此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑，在不同反應(yīng)溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí)，平衡轉(zhuǎn)化率為，該反應(yīng)是反應(yīng)（填“放熱”“吸熱”）。
②323.15K時(shí)，要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的最佳措施是。
（4）比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐avb （填“＞”“＜”或“=”）。已知反應(yīng)速率v正=k1x2_SiHCl3，
v逆=k2x2_SiH2Cl2xSiCl4，k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，與反應(yīng)溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則在353.15K時(shí)=k1k2（保留3位小數(shù)）。
（5）硅元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物是H2SiO3，室溫下，0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液，堿性更強(qiáng)的是，其原因是。
已知：H2SiO3：Ka1=2.0×10-10、Ka2=1.0×10-12，H2CO3：Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：61引用：2難度：0.2 -
3．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl3）是制備甲硅烷的重要原料。回答下列問題：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有：
①Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（ g）+2H2（g）△H=-24lkJ/mol
②SiHCl3 （g）+HCl（g）═SiCl4 （g）+H2（g）△H=-3lkJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是。
（2）工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH4）制甲硅烷，反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟，此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑，在不同反應(yīng)溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí)，平衡轉(zhuǎn)化率為。該反應(yīng)是反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。②323.15K時(shí)，要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的措施有。（答一種即可）
③比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐avb（填“＞”“＜”或“=”）。已知反應(yīng)速率v正=k1x2SiHCl3 v逆=k2xSiH2Cl2 xSiCl4，k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，與反應(yīng)溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則在353.15K時(shí)=k1k2（保留3位小數(shù)）。發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：19引用：1難度：0.5
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