2021年中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理化學(xué)系曾杰教授及其團隊首次實現(xiàn)甲烷在溫和條件下高選擇性氧化為甲醇。請回答下列問題：
（1）常溫下，甲烷和甲醇的燃燒熱分別為890.3kJ?mol-1和726.5kJ?mol-1，1mol甲醇?xì)饣枰?2.0kJ的熱量，則CH4在Cu催化作用下被氧氣氧化為氣態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為 2CH4（g）+O2（g）=2CH3OH（g） ΔH=-163.6kJ/mol2CH4（g）+O2（g）=2CH3OH（g） ΔH=-163.6kJ/mol。
（2）在Cu催化作用下，甲烷氧化合成甲醇的總反應(yīng)分兩步進(jìn)行；
第一步為 2CH4+Cu=*CuH2+2-CH32CH4+Cu=*CuH2+2-CH3（寫化學(xué)方程式）；
第二步為CuH2+2-CH3+O2═Cu+2CH3OH。
第二步反應(yīng)幾乎不影響總反應(yīng)達(dá)到平衡所用的時間，由此推知，第二步反應(yīng)活化能 小于小于（填“大于”、“小于”或“等于”）第一步反應(yīng)活化能。
（3）一定溫度下，恒容密閉容器中，CH4和O2按物質(zhì)的量2：1混合合成氣態(tài)甲醇。下列事實能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 DD（填選項字母）。
A．CH4和O2的轉(zhuǎn)化率之比不再改變
B．平衡常數(shù)不再改變
C．氣體密度不再改變D．甲烷的體積分?jǐn)?shù)不再改變
（4）將等物質(zhì)的量的CH4和O2的混合氣體充入密閉容器中，體系中的CH4平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度和壓強的關(guān)系如圖所示。
①壓強的大小關(guān)系為 P1＜P2＜P3P1＜P2＜P3（用P1、P2、P3表示）；
②a（CH4）值隨溫度升高而減小，其原因是； ΔH＜0，升高溫度平衡逆向移動，甲烷的轉(zhuǎn)化率減小ΔH＜0，升高溫度平衡逆向移動，甲烷的轉(zhuǎn)化率減小；
③a、b、c三點的平衡常數(shù)大小關(guān)系為 Ka＞Kb=KcKa＞Kb=Kc（用Ka、Kb、Kc表示）。
【答案】2CH4（g）+O2（g）=2CH3OH（g） ΔH=-163.6kJ/mol；2CH4+Cu=*CuH2+2-CH3；小于；D；P1＜P2＜P3；ΔH＜0，升高溫度平衡逆向移動，甲烷的轉(zhuǎn)化率減??；Ka＞Kb=Kc
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：17引用：1難度：0.6
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2．氫在地球上主要以化合態(tài)的形式存在，是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，屬于二次能源．工業(yè)上生產(chǎn)氫的方式很多，常見的有水電解制氫，煤炭氣化制氫，重油及天然氣水蒸氣催化制氫等．氫氣是一種理想的綠色能源，如圖1為氫能產(chǎn)生和利用的途徑：
（1）圖1的四個過程中能量轉(zhuǎn)化形式有
A．2種 B.3種 C.4種 D.4種以上
（2）電解過程要消耗大量的電能，而使用微生物作催化劑在陽光下也能分解水．
2H2O（1）2H2（g）+O2（g）△H 1 2H2O（1）通電2H2（g）+O2（g）△H2光照催化劑
以上反應(yīng)的△H1△H2（選填“＜”、“＞”或“=”）
（3）已知H2O（l）→H2O（g）△H=+44kJ．mol-1，依據(jù)圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產(chǎn)液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
（4）氫能利用需要選擇合適的儲氫材料．
①NaBH4是一種重要的儲氫載體，能與水反應(yīng)生成NaBO2，且反應(yīng)前后B的化合價不變，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
②鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣生產(chǎn)氫化物：LaNi3（s）+3H2（g）═LaNi3H6（s）△H＜0，欲使LaNi3H6（s）釋放出氣態(tài)氫，根據(jù)平衡移動的原理，可改變的條件之一是
③一定條件下，如圖3所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學(xué)儲氫，使C7H8轉(zhuǎn)化為C7H14，則電解過程中產(chǎn)生的氣體X 為，電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)式為．發(fā)布：2024/12/17 8:0:2組卷：38引用：1難度：0.5 -
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