甲烷能夠產(chǎn)生的溫室效應遠大于二氧化碳，將甲烷轉(zhuǎn)化為高附加值化學品甲醇引起了極大的關注。但甲烷是極其穩(wěn)定的分子，而產(chǎn)物甲醇則相對來說更加活潑，甲烷直接氧化制甲醇困難重重。
回答下列問題：
（1）目前工業(yè)上的甲烷轉(zhuǎn)化大多需要先通過重整生成合成氣（CO、H2）再轉(zhuǎn)化為甲醇，涉及的反應如下：
反應Ⅰ：2CH4（g）+O2（g）?2CO（g）+4H2（g）ΔH1=-71.2kJ?mol-1
反應Ⅱ：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）ΔH2=-90.7kJ?mol-1
甲烷直接氧化制甲醇的熱化學方程式為 2CH4（g）+O2（g）?2CH3OH（g）ΔH=-252.6kJ?mol-12CH4（g）+O2（g）?2CH3OH（g）ΔH=-252.6kJ?mol-1，該反應在 低溫低溫（填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”）條件下自發(fā)。
（2）T℃下，向1L容器中充入CH4和O2各2mol,發(fā)生反應Ⅰ和反應Ⅱ，平衡時CH4轉(zhuǎn)化率為80%，體系中有0.4molCO。
①CH3OH的產(chǎn)率為 60%60%，為提高產(chǎn)率可以采取的措施有 增大O2的濃度（適當降低溫度，及時移去甲醇等）增大O2的濃度（適當降低溫度，及時移去甲醇等）（任答一條即可）。
②若平衡時體系壓強為P，該溫度下反應Ⅱ的壓強平衡常數(shù)Kp2=75P275P2（用含有p的代數(shù)式表示，Kp是以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）。
（3）北京化工大學某課題組提出了利用光解水過程中形成的活性氧物種活化甲烷直接制甲醇的策略。
①下列說法正確的是 ADAD（填字母序號）。
A．水在光陽極上發(fā)生氧化反應生成H2O2
B．H2O2生成?OH自由基是化學反應
C．CH4分壓越大，單位時間催化劑吸附的CH4越多，生成CH3OH速率越慢
D．反應過程中共有四種元素化合價發(fā)生改變
②該光反應的總方程式為 CH4+H2O 光 催化劑CH3OH+H2CH4+H2O 光 催化劑CH3OH+H2。
75
P
2
75
P
2
光
催化劑
光
催化劑
【答案】2CH4（g）+O2（g）?2CH3OH（g）ΔH=-252.6kJ?mol-1；低溫；60%；增大O2的濃度（適當降低溫度，及時移去甲醇等）；；AD；CH4+H2O CH3OH+H2
75
P
2
光
催化劑
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：15引用：3難度：0.6
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1．氫氣最早于16世紀被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數(shù)值lgp與溫度的關系如圖所示。
①T℃時，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應條件使Kp變大，則該條件是（填標號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3