高考二轮复习知识点：化学反应中能量的转化3

试卷更新日期：2023-07-30 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 元末陶宗仪《辍耕录》中记载：“杭人削松木为小片，其薄为纸，熔硫磺涂木片顶端分许，名日发烛……，盖以发火及代灯烛用也。”下列有关说法错误的是（）

A、将松木削薄为纸片状有助于发火和燃烧 B、“发烛”发火和燃烧利用了物质的可燃性 C、“发烛”发火和燃烧伴随不同形式的能量转化 D、硫磺是“发烛”发火和燃烧反应的催化剂

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2. “天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是（）

A、煤油是可再生能源 B、 $H_{2}$ 燃烧过程中热能转化为化学能 C、火星陨石中的 $^{20} Ne$ 质量数为20 D、月壤中的 $^{3} He$ 与地球上的 $^{3} H$ 互为同位素

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3. 一定温度下，向容器中加入A可发生反应如下：①A→B，②A→C，③ $B ⇌_{}^{} C$ 。反应体系中A、B、C的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（）

A、反应①的活化能大于反应② B、该温度下，反应③的平衡常数大于1 C、 $t_{1}$ 时，B的消耗速率小于生成速率 D、升高温度， $t_{2}$ 时体系中B的含量增大

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4. CO与 $N_{2} O$ 气体均会造成环境污染，研究表明二者可在 $P t_{2} O^{+}$ 表面转化为无害气体，其反应进程及能量变化过程如图所示。下列说法正确的是（）

A、使用催化剂可降低反应活化能，但不改变反应历程 B、有催化剂条件下，E₁时的反应速率比E₂快 C、 $N_{2} O (g) + C O (g) = N_{2} (g) + C O_{2} (g) Δ H = Δ H_{1} + Δ H_{2}$ D、 $P t_{2} O^{+}$ 为中间体、 $P t_{2} O_{2}^{+}$ 为催化剂

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5. 下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)，说法正确的是（）

A、 $H_{2} (g) + X_{2} (g) = 2 H (g) + 2 X (g)$ $Δ H_{2}$ ＜0 B、生成HX(g)的反应热与途径有关，所以 $Δ H_{1} \neq Δ H_{2} + Δ H_{3}$ C、若X分别表示Cl、Br、I，则过程Ⅲ吸收的热量依次增多 D、Cl₂(g)、I₂(g)分别发生反应Ⅰ，同一温度下的平衡常数分别为K₁、K₃ ，则K₁＞K₃

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6. 环己烷有多种不同构象，其中椅式、半椅式、船式、扭船式较为典型。各构型的相对能量图(位能)如图所示。下列说法正确的是（）

A、扭船型最稳定 B、 $C_{6} H_{12 （半椅型）} = C_{6} H_{12 （船型）}$ $Δ H$ =+39.3kJ/mol C、 $C_{6} H_{12 （椅型）}$ 的标准燃烧热 $Δ H$ 大于 $C_{6} H_{12 （船型）}$ D、相同条件下 $C_{6} H_{12 （椅型）}$ 生成扭船型的速率大于生成船型

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7. 一定温度下， $C H_{3} C H_{2} C H_{3}$ 的氯化、溴化反应势能图及一段时间后产物的选择性如图，下列叙述错误的是（）

A、 $Δ H_{1} + Δ H_{3} = Δ H_{2} + Δ H_{4}$ B、升高温度，体系中n(1-氯丙烷)∶n(2-氯丙烷)的值增大 C、以丙烷为原料合成丙醇时，“先溴代再水解”有利于提高2-丙醇的含量 D、由图可知，丙烷中碳氢键的键能不完全相同

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8. ICl与 $H_{2}$ 发生的总反应为 $H_{2} (g) + 2 I C l (g) \to I_{2} (g) + 2 H C l (g) + Q (Q > 0)$ 。该反应分两步完成，第一步： $H_{2} (g) + I C l (g) \to H I (g) + H C l (g)$ 。下列说法正确的是（）

A、 $I_{2}$ 为总反应的氧化产物 B、ICl水解产物是HI和HClO C、已知键能：H-H>I-I，可推知键能：1-Cl>H-Cl D、第二步反应为 $H I (g) + I C l (g) \to H C l (g) + I_{2} (g)$

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9. 德国化学家利用N₂和H₂在催化剂表面合成氨气而获得诺贝尔奖，该反应的微观历程及反应过程中的能量变化如图一、图二所示，其中分别表示N₂、H₂、NH₃及催化剂。下列说法错误的是（）

A、①→②过程中催化剂与气体之间形成离子键 B、②→③过程中，需要吸收能量 C、图二说明加入催化剂可降低反应的活化能 D、在密闭容器中加入1molN₂、3molH₂ ，充分反应放出的热量小于92kJ

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10. 环氧丙烷(C₃H₆O，PO)是一种重要的有机化工产品，对Cu₂O催化剂表面催化空气氧化丙烯反应机理的DFT计算表明，可能有通过分子氧(甲图)和晶格氧(乙图)两种反应机理(TS代表中间态)。已知吸附能指在吸附过程中释放的能量，下列说法错误的是中（）

A、C₃H₆在催化剂上的吸附能低于C₃H₆与O₂共吸附在表面的吸附能 B、空气氧化丙烯生成环氧丙烷是放热反应 C、通过对图像的分析得出，该反应更易按照甲图路径进行 D、总反应方程式为2C₃H₆+O₂ $\begin{array}{l} \underline{\underline{C u_{2} O}} \end{array}$ 2C₃H₆O

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11. 二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为： $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) = C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g)$ ，该反应一般认为通过如下步骤来实现：
① $C O_{2} (g) + H_{2} (g) = C O (g) + H_{2} O (g) Δ H_{1} = + 41 k J \cdot m o l^{- 1}$
② $C O (g) + 2 H_{2} (g) = C H_{3} O H (g) Δ H_{2} = - 90 k J \cdot m o l^{- 1}$
若反应①为慢反应，下图中能体现上述反应能量变化的是（）

A、 B、 C、 D、

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12. $1 m o l$ 常见金属 $M$ 和卤素单质反应的熔变 $Δ H$ (单位： $k J \cdot m o l^{- 1}$ )示意图如图，反应物和生成物均为常温时的稳定状态。下列说法错误的是（）

A、 $M B r_{2}$ 与 $C l_{2}$ 反应的 $Δ H < 0$ B、由 $M C l_{2} (s)$ 分解制得 $M$ 的反应是吸热反应 C、化合物的热稳定性顺序： $M I_{2} > M B r_{2} > M C l_{2} > M F_{2}$ D、 $M F_{2} (s) + B r_{2} (l) = M B r_{2} (s) + F_{2} (g)$ $Δ H = + 600 k J \cdot m o l^{- 1}$

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13. 下列关于化学本质或实质的说法中正确的是（）

A、共价键的本质是原子轨道的重叠 B、胶体和溶液的本质区别是有无丁达尔效应 C、放热反应的实质为形成新化学键释放的能量小于破坏旧化学键吸收的能量 D、稀硫酸与Ba(OH)₂溶液反应的实质为Ba²⁺ +OH^- +H⁺+ $S O_{4}^{2 -}$ =BaSO₄ ↓+ H₂O

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14. 苯的亲电取代反应分两步进行，可表示为E⁺+ $\overset{Ⅰ}{\to}$ $\overset{Ⅱ}{\to}$ +H⁺ ，生成中间体的一步是加成过程，中间体失去氢离子的一步是消除过程，其机理亦称加成—消除机理，苯的亲电职代反应进程和能量的关系如图，下列说法错误的是（）

A、反应Ⅰ为苯亲电取代的决速步骤 B、E₁与E₂的差值为总反应的焓变 C、中间体的能量比苯的高，稳定性比苯的差 D、反应过程中，环上碳原子的杂化类型发生了变化

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15. 据文献报道，我国学者提出 $O_{2}$ 氧化 $H B r$ 生成 $B r_{2}$ 的反应历程如图所示。下列有关该历程的说法错误的是（）

A、 $O_{2}$ 氧化 $H B r$ 生成 $B r_{2}$ 的总反应为： $O_{2} + 4 H B r = 2 B r_{2} + 2 H_{2} O$ B、中间体 $H O O B r$ 和 $H O B r$ 中 $B r$ 的化合价相同 C、发生步骤②时，断裂的化学键既有极性键又有非极性键 D、步骤③中，每生成 $1 m o l B r_{2}$ 转移 $2 m o l$ 电子

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16. 丙酮是最简单的脂肪酮，人们把它作为模型进行了大量的光化学反应研究。丙酮分子中存在如图1所示4种类型的化学键，即C=O、 $C - C$ 、 $C - H_{(1)}$ 、 $C - H_{(2)}$ ，丙酮在激光强度为 $3.5 \times 1 0^{14} W \cdot c m^{- 2}$ 时，在特定的时间间隔内这4种类型的化学键的键长变化如图2所示。
下列判断错误的是（）

A、I表示C-C键，在该条件下最易断裂 B、丙酮在该条件下的光解反应是吸热反应 C、丙酮在该条件下解离的第一步反应可表示为 $C H_{3} C O C H_{3} \overset{}{\to} C H_{3} C O \cdot + \cdot C H_{3}$ D、丙酮在该条件下的光解反应中只有化学键的断裂

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二、多选题

17. 1，3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H⁺进攻1，3-丁二烯生成碳正离子( )；第二步Br ^-进攻碳正离子完成1，2-加成或1，4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃时，1，2-加成产物与1，4-加成产物的比例分别为70：30和15：85。下列说法正确的是（）

A、1，4-加成产物比1，2-加成产物稳定 B、与0℃相比，40℃时1，3-丁二烯的转化率增大 C、从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率增大，1，4-加成正反应速率减小 D、从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度

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18. 中国科学院化学研究所报道了化合物1催化CO₂氢化机理。其机理中化合物1(催化剂，固态)→化合物2(中间产物，固态)的过程和其相对能量曲线如下图所示。下列说法错误的是（）

A、化合物1与CO₂反应生成化合物2的过程中有两个过渡态TS1_1-2、TS2_1-2 ，说明这一过程包含两个基元反应 B、图中Ⅰ_1-2与化合物2互为同分异构体 C、过程①的活化能高于过程②的活化能 D、过程①的热化学方程式为：I(s)+CO₂(g)=I_1-2 (s) △H=2.08 kJ·mol^-1

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19. HCOOH在Pd催化剂表面脱氢的反应机理、反应历程与能量的关系如图所示：

下列说法正确的是（）

A、在Pd催化剂表面HCOOH脱氢反应的 $Δ$ H >0 B、在Pd催化剂表面离解O－H键比C－H键的活化能低 C、在历程Ⅰ～Ⅴ中，生成Ⅴ的反应速率最慢 D、用DCOOH或HCOOD代替HCOOH，得到的产物都有HD和CO₂

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20. 氢能被视为 21 世纪最具发展潜力的清洁能源，水的光解技术是当前研究的重要课题。在WOC 和HEC两种催化剂作用下，利用光照将水分解(“*代表反应过程中产生的中间体”)，原理如图。下列说法错误的是（）

A、上述水的光解技术是将光能转化为化学能 B、1molWOC*中通过螯合成环的配位键有 12mol C、析氢和析氧分别是还原反应和氧化反应 D、HEC*中C原子的杂化方式都是sp杂化

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21. 我国已进入新发展阶段，积极推进碳达峰、碳中和，有利于推动低碳技术、低碳经济的快速发展。CO₂再利用的常见的两种反应原理如下：
反应①： ${6CO}_{2} {+6H}_{2} O \to_{叶绿体}^{光} C_{6} H_{12} O_{6} {(葡萄糖)+6O}_{2}$

反应②： ${CO}_{2} {+3H}_{2} \to_{△}^{催化剂} {CH}_{3} {OH+H}_{2} O$

下列有关说法正确的是（）

A、植树造林对“碳中和”目标的实现有积极作用 B、反应①的能量转化形式：化学能 $\overset{}{\to}$ 光能 C、反应②得到的甲醇是重要的化工原料，可用于生产甲酸甲酯 D、处理等物质的量的CO₂时，反应①和反应②中转移的电子数相同

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22. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。N₂与H₂反应合成氨为可逆反应，其热化学方程式为N₂(g)+3H₂(g) $⇌_{催化剂}^{高温、高压}$ 2NH₃(g)　ΔH=−92.4kJ∙mol⁻¹。氨气经氧化等步骤制得硝酸，利用石灰乳、尿素等可吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO₂)。下列有关工业合成氨的反应说法正确的是（）

A、该反应过程中N₂表现出氧化性 B、恒温恒容密闭容器中充入1molH₂和3 molN₂充分反应后放出热量为92.4 kJ C、断裂1molH-H键的同时断裂2 molN-H键，说明该反应达到平衡状态 D、达到平衡时，增大容器的体积，v(正)减小、v(逆)增加

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23. 热催化合成氨面临的两难问题是：采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH₃产率降低。我国科研人员研制了Ti-H-Fe双温区催化剂（Ti-H区域和Fe区域的温度差可超过100℃）。Ti-H-Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是（）

A、①为N $\equiv$ N的断裂过程 B、①②③在高温区发生，④⑤在低温区发生 C、④为N原子由Fe区域向Ti-H区域的传递过程 D、使用Ti-H-Fe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应

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24. 利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法，已知 $C O (g) + 2 H_{2} (g) ⇌_{}^{} C H_{3} O H (g)$ 反应过程中焓的变化情况如图所示。下列判断正确的是（）

A、该反应的 $Δ H = - 91 k J \cdot m o l^{- 1}$ B、 $1 m o l C O (g)$ 和 $2 m o l H_{2} (g)$ 的总能量小于 $1 m o l C H_{3} O H (g)$ 的能量 C、反应 $C H_{3} O H (g) ⇌_{}^{} C O (g) + 2 H_{2} (g)$ 的 $Δ H > 0$ D、其他条件相同时，如果该反应生成液态 $C H_{3} O H$ ，反应放出的能量减少

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三、非选择题

25. 碳及其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类的生产和生活中。已知25℃， $100 kPa$ 时：
① $1 mol$ 葡萄糖 $[C_{6} H_{12} O_{6} (s)]$ 完全燃烧生成 ${CO}_{2} (g)$ 和 $H_{2} O (1)$ ，放出 $2804 kJ$ 热量。

② $CO (g) + \frac{1}{2} O_{2} (g) {=CO}_{2} (g)$ $Δ H=-283 kJ \cdot {mol}^{-1}$ 。

回答问题：

(1)、25℃时， ${CO}_{2} (g)$ 与 $H_{2} O (1)$ 经光合作用生成葡萄糖 $[C_{6} H_{12} O_{6} (s)]$ 和 $O_{2} (g)$ 的热化学方程式为。

(2)、25℃， $100 kPa$ 时，气态分子断开 $1 mol$ 化学键的焓变称为键焓。已知 $O=O$ 、 $C \equiv O$ 键的键焓分别为 $495 kJ \cdot {mol}^{-1}$ 、 $799 kJ \cdot {mol}^{-1}$ ， ${CO}_{2} (g)$ 分子中碳氧键的键焓为 $kJ \cdot {mol}^{-1}$ 。

(3)、溶于水的 ${CO}_{2}$ 只有部分转化为 $H_{2} {CO}_{3} (aq)$ ，大部分以水合 ${CO}_{2}$ 的形式存在，水合 ${CO}_{2}$ 可用 ${CO}_{2} (aq)$ 表示。已知25℃时， $H_{2} {CO}_{3} (aq) ⇌ {CO}_{2} (aq) {+H}_{2} O (l)$ 的平衡常数 $K=600$ ，正反应的速率可表示为 $v (H_{2} {CO}_{3}) {=k}_{1} \cdot c (H_{2} {CO}_{3})$ ，逆反应的速率可表示为 $v ({CO}_{2}) {=k}_{2} \cdot c ({CO}_{2})$ ，则 $k_{2} =$ (用含 $k_{1}$ 的代数式表示)。

(4)、25℃时，潮湿的石膏雕像表面会发生反应： ${CaSO}_{4} (s ） {+CO}_{3}^{2-} (aq) ⇌ {CaCO}_{3} (s) {+SO}_{4}^{2-} (aq)$ ，其平衡常数 $K=$ 。[已知 $K_{sp} ({CaSO}_{4}) =9 .1 \times 10^{-6}$ ， $K_{sp} ({CaCO}_{3}) =2 .8 \times 10^{-9}$ ]

(5)、溶洞景区限制参观的游客数量，主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用，从化学平衡的角度说明其原因。

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26. 化学变化过程中均存在物质变化与能量变化，某化学兴趣小组进行如图①和②所示实验，以验证此结论。回答下列问题：

(1)、进行实验②时，温度计的示数变化：(填“升高”或“降低”)。

(2)、下列化学反应中的能量变化关系与图③不符合的是(填字母)。

A、 $H_{2} + {Cl}_{2} \begin{matrix} \underline{\underline{光照}} \end{matrix} 2HCl$ B、 $C + {CO}_{2} \begin{matrix} \underline{\underline{高温}} \end{matrix} 2CO$ C、 $CaO + H_{2} O = Ca {(OH)}_{2}$ D、 ${NH}_{3} \cdot H_{2} O + HCl = {NH}_{4} Cl + H_{2} O$

(3)、将实验①中的反应设计成原电池，装置如图所示。该装置工作时，正极的现象是，负极的电极反应式为。若反应产生11.2L气体(标准状况下)，则理论上电路中有mol电子发生了转移。

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27. 已知断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B的键能。下表列出了一些化学键的键能(E)：

化学键

H—H

O=O

O—H

E/(kJ·mol^-1)

436

x

463

(1)、反应H₂(g)+ $\frac{1}{2}$ O₂(g)=H₂O(g)放出241.8 kJ能量，则根据所给键能数据可得x=。

(2)、工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)+2H₂(g) $⇌_{}^{}$ CH₃OH(g)，反应过程中的能量变化情况如图所示。

曲线I和曲线II分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。

①计算当反应生成1.5molCH₃OH(g)时，能量变化值是kJ。

②推测反应CH₃OH(g)⇌CO(g)+2H₂(g)是(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)、为发展低碳经济，还有科学家提出可以用氧化锆锌作催化剂，将CO₂转化为重要有机原料CH₃OH，该反应的化学方程式为 ${CO}_{2} (g) {+3H}_{2} (g) ⇌_{}^{} {CH}_{3} OH (g) {+H}_{2} O (g)$ 。在容积为2 L的恒温密闭容器中，充入1 mol CO₂和3 mol H₂ ，一段时间内CO₂和CH₃OH的物质的量随时间的变化如表所示。

时间

0 min

3 min

6 min

9 min

12 min

n(CH₃OH)

0 mol

0.50 mol

0.65 mol

0.75 mol

0.75 mol

n(CO₂)

1 mol

0.50 mol

0.35 mol

a

0.25 mol

①上表中，a为mol。

②由表可知，3～6 min内，v(CO₂)=mol·L^-1·min^-1。

③对于上述反应，下列叙述正确的是。

A．当各气体的浓度不再改变时，该反应一定已达平衡状态。

B．当该反应达到平衡后， $n ({CO}_{2}) ：n (H_{2}) ：n ({CH}_{3} OH) ：n (H_{2} O) = 1 ： 3 ： 1 ： 1$ 。

C．由表可知，3 min时CH₃OH的生成速率大于12 min时CH₃OH的分解速率。

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28. 与研究物质变化一样，研究化学反应中的能量变化同样具有重要意义。

(1)、I. $C O_{2}$ 的有效回收利用能缓解能源危机。 $Z n / Z n O$ 热化学循环还原 $C O_{2}$ 制 $C O$ 的原理如下图所示。
从循环结果看，能量转化的主要方式是。

(2)、 $Z n / Z n O$ 在反应中循环使用，其作用是。

(3)、II.已知二甲醚( $C H_{3} O C H_{3}$ ，常温下呈气态)、 $H_{2}$ 的燃烧热分别为1455 $k J / m o l$ 、286 $k J / m o l$ 。
请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式。

(4)、利用二甲醚可制取 $H_{2}$ ，总反应为 $C H_{3} O C H_{3} (g) + 3 H_{2} O (g) ⇌ 6 H_{2} (g) + 2 C O_{2} (g)$ 。已知 $H_{2} O (g) = H_{2} O (l)$    $Δ H = - 44 k J / m o l$ ，则总反应的 $Δ H =$ 。总反应能自发进行的条件是。

(5)、二甲醚制 $H_{2}$ 的总反应分两步完成：
二甲醚水解： $C H_{3} O C H_{3} (g) + H_{2} O (g) ⇌ 2 C H_{3} O H (g)$   活化能 $E a_{1}$
甲醇与水蒸气重整： $C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g) ⇌ C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g)$   活化能 $E a_{2}$
已知 $E a_{1}$ 远小于 $E a_{2}$ 。在恒温恒容容器内，二甲醚与水按1∶3投料进行制氢，请在图中画出甲醇( $C H_{3} O H$ )浓度随时间变化的曲线图。

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29. 工业上常利用煤的气化制氢，涉及的反应如下：
Ⅰ. $C (s) + H_{2} O (g) \overset{}{⇌} C O (g) + H_{2} (g)$ $Δ H = + 131.4 k J \cdot m o l^{- 1}$

Ⅱ. $C O (g) + H_{2} O (g) \overset{}{⇌} C O_{2} (g) + H_{2} (g)$ $Δ H = - 41.1 k J \cdot m o l^{- 1}$

回答下列问题：

(1)、反应 $C (s) + 2 H_{2} O (g) \overset{}{⇌} C O_{2} (g) + 2 H_{2} (g)$ 在(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下有利于正向自发进行。

(2)、反应Ⅱ的正反应平衡常数 $K_{正}$ 和逆反应平衡常数 $K_{逆}$ 随温度变化的曲线如图，若向恒容的密闭容器中充入2mol $C O (g)$ 和1mol $H_{2} O (g)$ 只发生反应Ⅱ：

①表示 $K_{正}$ 的曲线为(填“a”或“b”)。

② $T_{1}$ 时M点 $v_{正}$ $v_{逆}$ 逆(填“>”、“＜”或“=”)。

③ $T_{2}$ 时，CO的平衡转化率为。

(3)、一定条件下，向2L的密闭容器中加入足量的 $C (s)$ 和1.0mol $H_{2} O (g)$ 发生反应Ⅰ和Ⅱ，测得起始时压强为 $p_{0} M P a$ ，达平衡时，实验测得如下数据：

转化率%

物质的量/mol

$H_{2} O$

$C O_{2}$

CO

$H_{2}$

50%

a

0.1

b

$a ： b =$ ；用平衡分压代替平衡浓度(分压=总压×物质的量分数)，计算该条件下反应Ⅰ的压强平衡常数 $K_{p} =$ (用含 $p_{0}$ 的代数式表示)。

(4)、一种脱除水煤气中 $C O_{2}$ 的方法如图所示：

①写出再生塔中反应的离子方程式。

②已知某温度下，碳酸的电离平衡常数 $K_{a l} (H_{2} C O_{3}) = 4.6 \times 1 0^{- 7}$ ， $K_{a 2} (H_{2} C O_{3}) = 5.0 \times 1 0^{- 11}$ ，吸收塔中 $K_{2} C O_{3}$ 溶液吸收一定量 $C O_{2}$ 后，溶液的 $p H = 12$ ，此时 $c (H_{2} C O_{3}) ： c (H C O_{3}^{-}) ： c (C O_{3}^{2 -}) = 1 ：$ ：。

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30. 生物天然气是一种生物质能，它是由秸秆、杂草等废弃物经微生物发酵后产生的，主要成分为 $C H_{4}$ 。回答下列问题：

(1)、甲烷燃烧时的能量变化如图所示。下列说法正确的是____(填字母)。

A、甲烷是一种清洁能源 B、甲烷完全燃烧时，化学能全部转化为热能 C、该反应的热化学方程式为 $C H_{4} (g) + 2 O_{2} (g) = C O_{2} (g) + 2 H_{2} O (g)$    $Δ H = - 802 k J \cdot m o l^{- 1}$

(2)、若1mol水蒸气转化为液态水放热44kJ，则表示 $C H_{4}$ 燃烧热的热化学方程式为。

(3)、利用 $C H_{4}$ 催化还原 $N O_{x}$ ，可消除氮氧化物的污染。
已知：① $C H_{4} (g) + 4 N O_{2} (g) = 4 N O (g) + C O_{2} (g) + 2 H_{2} O (g)$    $Δ H_{1} = - 574 k J \cdot m o l^{- 1}$
② $C H_{4} (g) + 4 N O (g) = 2 N_{2} (g) + C O_{2} (g) + 2 H_{2} O (g)$    $Δ H_{2}$
若 $1 m o l C H_{4}$ 将 $N O_{2}$ 还原为 $N_{2}$ ，整个过程中放出的热量为867kJ，则 $Δ H_{2} =$ 。

(4)、甲烷可用于生产合成气，其反应为 $C H_{4} (g) + H_{2} O (g) = C O (g) + 3 H_{2} (g)$      $Δ H = + 206.4 k J \cdot m o l^{- 1}$ ，已知断裂1mol相关化学键所需的能量如下表：
化学键
$H - H$
$O - H$
$C - H$
$C \equiv O$
键能/ $(k J \cdot m o l^{- 1})$
436
465
a
1076
则a=。

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31. 不同的化学反应具有不同的反应热，人们可以通过多种方法获得反应热的数据，通常用实验进行测定，也可以进行理论推算。

(1)、已知 $H^{+} (a q) + O H^{-} (a q) = H_{2} O (l)$      $Δ H = - 57.3 k J \cdot m o l^{- 1}$ ，如图所示是探究中和热的实验装置。
①装置中仪器A的作用是；
②本实验采用50mL 0.50 $m o l \cdot L^{- 1}$ 盐酸、50mL 0.55 $m o l \cdot L^{- 1}$ 氢氧化钠溶液反应，经三次实验测得反应前后的温差平均值为3.3℃，其密度近似地认为均为1 $g \cdot c m^{- 3}$ ，反应后溶液的比热容 $c = 4.18 J / (g \cdot ° C)$ 。则该实验中盐酸和氢氧化钠溶液反应中和热 $Δ H_{1}$ 为；
③下列操作会导致中和热的测定数值偏大的是(填标号)；
a.大烧杯上不盖塑料盖板
b.将强酸强碱换成弱酸弱碱
c.用50mL 0.50 $m o l \cdot L^{- 1}$ 盐酸与1.1g NaOH固体进行反应
d.将环形玻璃搅拌棒改成环形铜质搅拌棒
e.使用浓硫酸与氢氧化钠溶液进行反应
④若将反应物改为50mL 0.50 $m o l \cdot L^{- 1}$ 稀硫酸与50mL 0.55 $m o l \cdot L^{- 1}$ 氢氧化钡溶液，测得反应热为 $Δ H_{2}$ ，则 $Δ H_{1}$ $Δ H_{2}$ (填“>”或“＜”)，原因是。

(2)、下列化学反应能用图甲表示的反应有 (填标号)，能用图乙表示的反应有(填标号)。(已知：键能为1mol气态分子解离成气态原子所吸收的能量)。
A．镁条与盐酸的反应        B．煤的气化
C．煅烧石灰石            D．铝热反应

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32. “低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题，为减小和消除 $C O_{2}$ 对环境的影响，大力提倡新能源电车出行，科学家们为解决电车能源问题，探索出如下三种方案。

(1)、Ⅰ.方案一：光解水，制造氢氧燃料电池
下图是某科研机构利用太阳光，在催化剂表面实现高效分解水来制备氢气的历程，关于该历程，下列说法错误的是____。

A、该法制氢能量变化是光能→化学能 B、过程Ⅰ的能量变化等于2倍氢氧键键能 C、过程Ⅲ的反应方程为： $H_{2} O_{2} \begin{array}{l} \underline{\underline{催}} \end{array} H_{2} + O_{2}$ D、该历程降低了水分解的反应热
Ⅱ.方案二：将 $H_{2} (g)$ 与 $C O_{2} (g)$ 反应合成甲醇，制备甲醇燃料电池。制备甲醇的过程可能涉及的反应如下：
反应Ⅰ： $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌_{}^{} C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g) Δ H_{l} = - 49.58 k J / m o l$
反应Ⅱ： $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌_{}^{} C O (g) + H_{2} O (g) Δ H_{2} = + 41.19 k J / m o l$
反应Ⅲ： $C O (g) + 2 H_{2} (g) ⇌_{}^{} C H_{3} O H (g) Δ H_{3}$

(2)、求 $Δ H_{3} =$ $k J / m o l$ ，反应Ⅰ能自发进行的条件是。

(3)、一定条件下，在2L的密闭容器中发生反应Ⅰ，起始物 $n (H_{2}) / n (C O_{2}) = 3 ， C O_{2} (g)$ 和 $C H_{3} O H (g)$ 的浓度随时间变化如图1所示，平衡时 $H_{2}$ 的体积分数；若保持其它反应条件不变，起始时仅将容器体积变为3L，请在图1上画出 $H_{2} O (g)$ 的浓度随时间变化的趋势图。

(4)、若密闭容器中只发生反应Ⅱ，以下能说明该反应达到平衡状态的是____(选填字母)。

A、CO与CO₂浓度比为1∶1 B、 $v_{正} (H_{2}) = v_{逆} (C O_{2})$ C、绝热条件下，该密闭体系压强不再变化 D、容器中混合气体的平均摩尔质量不再发生变化

(5)、若CO₂和 $H_{2}$ 按一定比例在装有催化剂的反应器中发生反应Ⅰ，一定时间内甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图2所示。当温度为470K时，图中P点(填“是”或“不是”)处于平衡状态，说出理由；490K之后，甲醇产率下降，请分析其变化产生的原因。

(6)、Ⅲ.方案三：以二氧化碳为原料，开发新型电池
科学家可以利用如下图装置，“溶解”水中的二氧化碳，生成电能和氢气，请写出二氧化碳生成氢气的电极反应式。

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33. 碳汇，是指通过植树造林、森林管理、植被恢复等措施，利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳 $[6 {CO}_{2} (g) + 6 H_{2} O (l) \to C_{6} H_{12} O_{6} (s) + 6 O_{2} (g)]$ ，并将其固定在植被和土壤中，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。已知利用植物的光合作用每吸收1mol ${CO}_{2}$ 需要吸收的能量约为470kJ。请回答下列问题：

(1)、碳汇过程中能量的转化形式为能转化为能；有资料表明，某块林木通过光合作用大约吸收了 $1.88 \times 10^{7} kJ$ 能量，则吸收的 ${CO}_{2}$ 为kg；葡萄糖完全燃烧生成液态水的热化学方程式为。

(2)、工业废气中的 ${CO}_{2}$ 可用碱液吸收。已知：
① ${CO}_{2} (g) + 2 NaOH (aq) {=Na}_{2} {CO}_{3} (aq) + H_{2} O (l)$ $Δ H = - a kJ / mol$ ；

② ${CO}_{2} (g) + NaOH (aq) {=NaHCO}_{3} (aq)$ $Δ H = - b kJ / mol$ 。

反应 ${CO}_{2} (g) + H_{2} O (l) + {Na}_{2} {CO}_{3} (aq) = 2 {NaHCO}_{3} (aq)$ 的 $Δ H =$ kJ/mol（用含a、b的代数式表示）。

(3)、生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂 ${NF}_{3}$ 和 ${CO}_{2}$ 一样，也是一种温室气体，其在大气中能够稳定存在数百年。下表是几种化学键的键能：

化学键

N≡N

F—F

N—F

键能/kJ/mol

946.0

157.0

283.0

①关于反应 $N_{2} (g) + 3 F_{2} (g) = 2 {NF}_{3} (g)$ ，下列说法中错误的是。

A．过程 $N_{2} (g) = 2 N (g)$ 放出能量

B．反应 $N_{2} (g) + 3 F_{2} (g) = 2 {NF}_{3} (g)$ 放出能量

C．使用催化剂能减小反应的 $Δ H$

② ${NF}_{3}$ 对半导体硅进行蚀刻时，在蚀刻物表面不留任何残留物，试写出蚀刻反应方程式：。

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34. 近日IPCC发布了由来自40个国家的91位科学家编写的《全球升温1.5℃特别报告》，报告表明：温室效应引发的环境问题日益严重，CO₂的减排和综合利用是解决温室效应及能源问题的有效途径，将CO₂转化成有机物可有效实现碳循环。在容积为2L的恒温恒容密闭容器中，充入3molCO₂和9molH₂ ，一定条件下发生反应CO₂(g)+3H₂(g) $\underset{}{⇌}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)，测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的物质的量随时间变化情况如表所示，并根据数据绘制图像如图(已知相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比)：
时间
0min
3min
6min
10min
12min
n(CH₃OH)/mol
0
1.5
2.1
2.4
2.4
n(CO₂)/mol
3
1.5
0.9
a
0.6
回答下列问题：

(1)、a=；A点(填“是”或“不是”)化学平衡状态。

(2)、5min时，正反应速率(填“>”、“＜”或“=”)逆反应速率。

(3)、相同条件下，10min时体系的压强与开始反应时的压强之比为。

(4)、为提高此反应的速率，下列措施可行的是____(填字母代号)。

A、恒容时充入氦气 B、降低温度 C、使用合适的催化剂 D、移出CO₂

(5)、该反应的能量变化关系如图所示：
该反应属于(填“放热”或“吸热”)反应。

(6)、所得的CH₃OH可以作燃料电池的燃料。CH₃OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，从节约能源和保护生态环境的角度来看是很有发展前途的发电技术。CH₃OH燃料电池由CH₃OH、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。下列说法正确的是____(填字母代号)。
已知：该燃料电池的总反应为2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO $_{3}^{2 -}$ +6H₂O

A、电池放电时，通入空气的电极为负极 B、电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱 C、电池放电时，理论上每消耗6.4gCH₃OH转移1.2mol电子 D、负极的电极反应式为CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺

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35. 填空。

(1)、下列反应属于吸热反应的是。
①铝片和盐酸反应                                               ②酸碱中和反应
③ $N H_{4} C l$ 晶体与 $B a {(O H)}_{2} \cdot 8 H_{2} O$ 混合搅拌             ④碳酸钙分解
⑤ $H_{2}$ 在 $C l_{2}$ 中燃烧                                               ⑥灼热的碳与 $C O_{2}$ 的反应

(2)、已知汽缸中氮气和氧气反应生成一氧化氮的能量变化值如图所示，则由该反应生成1molNO时，应(填“释放”或“吸收”)kJ能量。

(3)、某学习小组依据氧化还原反应原理： $2 A g^{+} + C u = C u^{2 +} + 2 A g$ 设计成的原电池如图所示。
①从能量转化角度分析，上述原电池将化学能转化为；
②负极的电极材料为；(填化学式)
③正极发生的电极反应；
④若银电极增重5.4g，外电路转移电子的物质的量mol。

(4)、为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验(如图)。有关反应一段时间后的实验现象，下列说法正确的是____。

A、图I中温度计的示数高于图II的示数 B、图I和图II中温度计的示数相等，且均高于室温 C、图I和图II的气泡均产生于锌棒表面 D、图II中产生气体的速率比I慢

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时间	0 min	3 min	6 min	9 min	12 min
n(CH₃OH)	0 mol	0.50 mol	0.65 mol	0.75 mol	0.75 mol
n(CO₂)	1 mol	0.50 mol	0.35 mol	a	0.25 mol

转化率%	物质的量/mol
$H_{2} O$	$C O_{2}$	CO	$H_{2}$
50%	a	0.1	b

化学键	$H - H$	$O - H$	$C - H$	$C \equiv O$
键能/ $(k J \cdot m o l^{- 1})$	436	465	a	1076

时间	0min	3min	6min	10min	12min
n(CH₃OH)/mol	0	1.5	2.1	2.4	2.4
n(CO₂)/mol	3	1.5	0.9	a	0.6

化学键	H—H	O=O	O—H
E/(kJ·mol^-1)	436	x	463

化学键	N≡N	F—F	N—F
键能/kJ/mol	946.0	157.0	283.0