高考二轮复习知识点：吸热反应和放热反应1

试卷更新日期：2023-07-30 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 通过以下反应均可获取H₂ ．下列有关说法正确的是（）
①太阳光催化分解水制氢：2H₂O（l）═2H₂（g）+O₂（g）△H₁=571.6kJ•mol^﹣¹
②焦炭与水反应制氢：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₂=131.3kJ•mol^﹣¹
③甲烷与水反应制氢：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H₃=206.1kJ•mol^﹣¹ ．

A、反应①中电能转化为化学能 B、反应②为放热反应 C、反应③使用催化剂，△H₃减小 D、反应CH₄（g）═C（s）+2 H₂（g）的△H=74.8kJ•mol^﹣¹

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2. 一定条件下， $C H_{3}^{} C H = C H_{2}^{}$ 与HCl发生加成反应有①、②两种可能，反应进程中能量变化如图所示。下列说法中不正确的是

A、反应①、②焓变不同，与产物稳定性有关，与反应的中间状态无关 B、反应①、②均经过两步反应完成，对应的分步反应过程中均放出能量 C、其他条件不变，适当提高反应温度，可以提高产物中 $C H_{3} C H_{2} C H_{2} C l (g)$ 的比例 D、相同条件下， $C H_{3} C H C l C H_{3} (g)$ 的生成速率大于 $C H_{3} C H_{2} C H_{2} C l (g)$

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3. 活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。 $H N O$ 自由基与 $O_{2}$ 反应过程的能量变化如下图所示，已知升高温度，活化能大的反应速率增大的程度越大。下列说法正确的是

A、 $P_{1}$ 比 $P_{2}$ 稳定 B、升高温度，生成 $P_{1}$ 的反应速率增大的程度更大 C、该历程中最小正反应的活化能为 $4.52 k J \cdot m o l^{- 1}$ D、改变催化剂可以改变生成 $P_{2}$ 的反应焓变

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4. 我国学者利用催化剂催化丙烷氧化脱氢的历程如图(吸附在催化剂表面的物质用标注)。下列说法正确的是

A、反应历程中第一步化学反应为决速步骤 B、催化剂改变了丙烷氧化脱氢的焓变( $Δ H$ ) C、过渡态物质的稳定性：过渡态2小于过渡态1 D、吸附过程为吸热过程

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5. 气态有机物①~④分别与氢气发生加成反应生成1mol气态环己烷()的能量变化如图所示。下列说法错误的是

A、物质的热稳定性：②<③ B、物质④中不存在碳碳双键 C、物质①~④与氢气的加成反应都是放热反应 D、物质③脱氢生成④的热化学方程式为：(g) $⇌$ (g)+H₂(g)-21kJ

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6. 水煤气变换反应为 $C O (g) + H_{2} O (g) = C O_{2} (g) + H_{2} (g)$ $Δ H$ 。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面水煤气变换的反应历程，如下图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用•标注。下列说法错误的是

A、水煤气变换反应的 $Δ H < 0$ B、步骤③的化学方程式为 $C O \cdot + O H \cdot + H_{2} O (g) = C O O H \cdot + H_{2} O \cdot$ C、步骤⑤只有极性键的形成 D、该反应中的决速步骤为步骤④

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7. 二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效应、发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一。常温常压下利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)，下列说法错误的是

A、催化剂能改变反应机理，加快反应速率，降低反应热 B、二氧化碳选择性加氢制甲醇是放热反应 C、该历程的决速步为 $H C O O^{*} + 4 H^{*} = C H_{3} O^{*} + H_{2} O$ D、总反应为 $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) = C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g)$

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8. 相关有机物分别与氢气发生反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示：
下列叙述错误的是

A、(g) $\to_{}^{}$ (g)为吸热反应 B、(g) $\to_{}^{}$ (g) $+ H_{2} (g) Δ H = + 20.6 k J$ C、相同状况下，等质量的和完全燃烧，放热少 D、 $3 d \neq a$ ，可推测苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键

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9. 为实现“碳达峰、碳中和”的目标，科学家提出以 $T i O_{2}$ 为催化剂，用光热化学循环分解法，达到减少大气中 $C O_{2}$ 量的目的，反应的机理如图所示：
物质的量
物质
完全断键所需吸收的总能量
$1 m o l$
$C O_{2}$
$1598 k J / m o l$
$1 m o l$
$C O$
$1072 k J / m o l$
$1 m o l$
$O_{2}$
$496 k J / m o l$
下列说法错误的是

A、过程①中光能转化为化学能 B、过程④为吸热过程 C、 $T i O_{2}$ 降低该反应的焓变，提高该反应速率 D、全过程热化学方程式为 $2 C O_{2} (g) = 2 C O (g) + O_{2} (g)$ $Δ H = + 556 k J \cdot m o l^{- 1}$

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10. 我国学者研究了汽车尾气的主要有害成分 $N O$ 和 $C O$ 之间的反应历程。反应历程中每一阶段内各驻点的能量均为相对于此阶段内反应物能量的能量之差， $T S$ 代表过渡态，反应过程中的复杂中间产物直接用 $I M$ 表示(反应历程如图)。下列说法正确的是

A、由图可知该反应通过2步基元反应完成 B、加入适当的催化剂可提高产率 C、该反应为放热反应 D、该过程的总反应方程式为 $2 N O + C O = 2 C O_{2} + N_{2}$

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11. 下列实验结论或解释错误的是

选项	实验操作和现象	结论或解释
A	做过银镜反应的试管可用铁盐溶液洗涤，加入稀盐酸，洗涤效果更好	Fe³⁺+Ag $\overset{}{⇌}$ Fe²⁺+Ag⁺ ，加入稀盐酸，Cl^-与Ag⁺结合生成氯化银沉淀，使平衡右移
B	将200mL5mol•L^-1的Na₂CO₃溶液加热到60℃，用pH传感器测定pH值，测得溶液的pH值逐渐减小	K_w改变与水解平衡移动共同作用的结果
C	用注射器多次抽取硫酸厂附近的空气样品慢慢注入盛有品红的同一试管中，品红不变色	空气样品中几乎不含SO₂
D	取2mL0.5mol/L的CuCl₂溶液于试管中，置于冷水中，溶液呈蓝色；一段时间后取出加热，溶液逐渐变黄	[Cu(H₂O)₄]²⁺+4Cl^- $\overset{}{⇌}$ 4H₂O+[CuCl₄]^2-是放热反应

A、A B、B C、C D、D

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12. 以一定浓度NaOH溶液吸收H₂S可制备Na₂S或NaHS。若通入H₂S所引起的溶液体积变化和H₂O挥发可忽略，溶液中含硫物种的浓度c_总=c(H₂S)+c(HS^-)+c(S^2-)。室温下，H₂S的电离常数分别为K_a1=1.1×10^-7、K_a2=1.3×10^-13。下列说法正确的是

A、Na₂S溶液显碱性的原因：S^2-+2H₂O $\overset{}{⇌}$ H₂S+2OH^- B、NaOH恰好转化为Na₂S的溶液中：c(OH^-)=c(H⁺)+c(HS^-)+c(S^2-) C、吸收所得c_总=c(Na⁺)的溶液中：c(H₂S)＞c(S^2-) D、NaOH溶液吸收H₂S过程中，溶液的温度下降

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13. CO₂催化加氢制CH₄的反应为： $4 H_{2} (g) + C O_{2} (g) ⇌_{}^{催化剂} C H_{4} (g) + 2 H_{2} O (g)$ 。催化剂上反应过程示意如图1所示。其他条件不变时，CO₂的转化率和CH₄的选择性(CO₂转化为甲烷的量/ CO₂转化的总量)随温度变化如图2所示。下列说法错误的是

A、催化剂改变了 $C O_{2}$ 中O-C-O键的键角 B、150℃到350℃时，基本没有发生副反应 C、 $C O_{2}$ 催化加氢制 $C H_{4}$ 是一个吸热反应 D、结合下列热化学方程式，可以通过盖斯定律计算 $C O_{2}$ 加氢制 $C H_{4}$ 的反应热 $C H_{4} (g) + H_{2} O (g) = 3 H_{2} (g) + C O (g)$ $Δ H = + 205.9 k J / m o l$ 、 $C O (g) + H_{2} O (g) = H_{2} (g) + C O_{2} (g)$ $Δ H = - 41 k J / m o l$

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14. 我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，反应化学方程式为：HCHO+O₂ $\overset{催化剂}{\to}$ CO₂+H₂O。用N_A表示阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是

A、该反应为吸热反应 B、HCHO分子空间结构为平面正三角形 C、1 mol CO₂分子中，碳原子的价层电子对数为2N_A D、处理22.4L HCHO转移电子数目为4N_A

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15. 一定条件下，丙烯与HCl反应生成 $C H_{3} C H C l C H_{3}$ 和 $C H_{3} C H_{2} C H_{2} C l$ 的反应历程如图所示。下列说法正确的是

A、丙烯与HCl的反应是吸热反应 B、合成 $C H_{3} C H C l C H_{3}$ 的反应中，第Ⅱ步为反应的决速步 C、其他条件不变，适当升高温度可以提高加成产物中 $C H_{3} C H_{2} C H_{2} C l$ 的比例 D、 $C H_{2} = C H - C H_{3} (g) + H C l (g) ⇌ C H_{3} C H_{2} C H_{2} C l (g)$ 的焓变等于第一步与第二步正反应活化能的差值

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16. 一定条件下合成乙烯： ${6H}_{2} (g) {+2CO}_{2} (g) ⇌ {CH}_{2} {=CH}_{2} (g) {+4H}_{2} O (g)$ 。已知其它条件不变时，温度对 ${CO}_{2}$ 的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法一定正确的是

A、平衡常数 $K_{X} < K_{Y}$ B、反应速率： $v_{X} < v_{Y}$ C、所含总能量： $E_{生成物} > E_{反应物}$ D、经过相同时间后得到乙烯的量：X＞Y

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二、多选题

17. 中国科学家研究了某过渡金属催化乙炔氢化的反应机理，反应中间体亚乙烯基吸附物(CH-CH＋2H)多步连续加氢反应路径的能量变化示意图如下。下列说法错误的是（）

A、乙炔与氢气加成生成乙烷的反应一定为吸热反应 B、工业生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可提高反应速率 C、图示反应历程中，最大能垒为 $215 k J \cdot m o l^{- 1}$ D、升高温度， $C H - C H + 2 H \to C H_{2} - C H + H$ 正向速率的增大程度小于逆向速率的增大程度

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18. 硫酸甲酯( $C H_{3} O S O_{3} H$ )是制造染料的甲基化试剂。我国科学家利用计算机模拟技术，分别研究反应 $C H_{3} O H + S O_{3} = C H_{3} O S O_{3} H$ 在无水和有水条件下的反应历程，如图所示。下列说法正确的是（）

A、 $C H_{3} O H$ 的能量高于 $C H_{3} O S O_{3} H$ 的能量，因此该反应的 $Δ H < 0$ B、无水条件下逆反应的活化能为34.76 Ev C、水改变了该反应的 $Δ H$ D、反应过程中 $C H_{3} O H$ 中的C—H键均未发生断裂

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19. 一定条件下，丙烯与HCl反应生成CH₃CHClCH₃和CH₃CH₂CH₂Cl的反应历程如图所示。下列说法正确的是（）

A、丙烯与HCl的反应是吸热反应 B、合成CH₃CHClCH₃的反应中，第I步为反应的决速步 C、其他条件不变，适当升高温度可以提高加成产物中CH₃CH₂CH₂Cl的比例 D、CH₂=CH-CH₃(g)+HCl(g) $\underset{}{⇌}$ CH₃CH₂CH₂Cl(g)的焓变等于第一步与第二步正反应活化能的差值

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20. 在体积为2L的恒容密闭容器中发生反应 $x A (g) + y B (g) ⇌ z C (g)$ ，图1表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系，图2表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)：n(B)的变化关系。则下列结论正确的是（）

A、200℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.04mol·L^-1·min^-1 B、由图可知反应的化学方程式为 $2 A (g) + B (g) ⇌ C (g)$ ，且正反应吸热，a=1 C、若在图1所示的平衡状态下再向体系中充入0.2mol B和0.2mol C，此时v_正=v_逆 D、200℃时，向2L恒容密闭容器中充入2mol A和1mol B，达到平衡时A的体积分数小于0.5

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21. 下列图示与对应的叙述相符的是（）
A．铁件镀银
B．由褪色快慢研究反应物浓度对反应速率的影响
C．稀硫酸与锌粒反应制氢气的能量变化
D．蒸干硫酸铝溶液制无水硫酸铝固体

A、A B、B C、C D、D

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22. 俗语说“雷雨发庄稼”与N₂和O₂反应生成NO有关。反应过程中不使用催化剂(曲线I)和使用催化剂(曲线II)的能量变化如图所示(图中E₁表示破坏旧化学键吸收的能量，E₂表示形成新化学键释放的能量)。下列叙述错误的是（）

A、上述反应属于吸热反应 B、途径I的反应焓变比途径II大 C、过程I的反应速率比过程II慢 D、N₂与O₂反应的热化学方程式为：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) ΔH=(E₁-E₂)kJ•mol^‑1

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23. 根据下列实验操作和现象所得结论正确的是（）

选项	实验操作和现象	实验结论
A	在小烧杯中滴有少量水，加入20gBa（OH）₂·8H₂O晶体和10gNH₄Cl晶体，用玻璃棒快速搅拌并触摸烧杯外壁，发现烧杯外壁很冷	Ba（OH）₂·8H₂O与NH₄Cl的反应为吸热反应
B	将Fe（NO₃）₂样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，溶液变红	Fe（NO₃）₂已变质
C	用3mL稀盐酸与过量Zn反应，当气泡稀少时，加入1mL浓盐酸，又迅速产生较多气泡	盐酸浓度增大，反应速率加快
D	向5mL0.1mol·L^-1FeCl₃溶液中滴入0.1 mol·L^-1KI溶液5~6滴，加2mLCCl₄振荡，静置后取上层清液滴加KSCN溶液，溶液变红	Fe³⁺与I^-的反应有一定限度

A、A B、B C、C D、D

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24. 下列说法错误的是（）

A、物质发生化学反应的反应热仅指反应放出的热量 B、热化学方程式中各物质的化学计量数不只表示物质的量，还表示分子的个数 C、所有的燃烧反应都是放热的 D、热化学方程式中，化学式前面的化学计量数可以是分数

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三、非选择题

25. 低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)作为重要的基本化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。一定条件下，碘甲烷(CH₃I)热裂解制低碳烯烃的主要反应有：

反应I 2CH₃I(g) $⇌$ C₂H₄(g)+2HI(g) ΔH₁K_p1=a

反应Ⅱ 3C₂H₄(g) $⇌$ 2C₃H₆(g) ΔH₂K_p2=b

反应Ⅲ 2C₂H₄(g) $⇌$ C₄H₈(g) ΔH₃K_p3=c

反应I、Ⅱ、Ⅲ在不同温度下的分压平衡常数K_p如表1，回答下列问题：

表1

T/Kp	298 K	323 K	423 K	523 K	623 K	723 K
反应I	7.77×10^-8	1.65×10^-6	1.05×10^-2	2.80	1.41×10²	2.64×10³
反应Ⅱ	7.16×10¹³	2.33×10¹²	1.48×10⁸	3.73×10⁵	6.42×10³	3.40×10²
反应Ⅲ	2.66×10¹¹	6.04×10⁹	1.40×10⁵	1.94×10²	2.24	8.99×10^-2

(1)、ΔH₁0(填“＞”或“＜”，下同)。

(2)、实际工业生产中，若存在副反应：4C₃H₆(g)

⇌

3C₄H₈(g) ΔH₄K_p4

则Kp4=(用含有b、c的代数式表达)，结合表1数据分析 ΔH₄0。

(3)、控制条件只发生反应I、Ⅱ、Ⅲ，测得压强对平衡体系中n(C₃H₆)/n(C₂H₄)的影响如表2。

p/MPa	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2	1.4	1.6	1.8	2.0
$\frac{n (C_{3} H_{6})}{n (C_{2} H_{4})}$	1.42	1.75	1.98	2.15	2.30	2.42	2.53	2.63	2.72	2.80

随压强增大 $\frac{n (C_{3} H_{6})}{n (C_{2} H_{4})}$ 不断增大的原因可能是。

(4)、结合信息，请推测有利于提高乙烯产率的措施(至少答2点)。

(5)、其它条件不变，向容积为1L的密闭容器中投入1molCH₃I(g)，假定只发生反应I、Ⅱ、Ⅲ，温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯所占物质的量分数的影响如图，715K时CH₃I(g)的平衡转化率为，反应I以物质的量分数表示的平衡常数Kx=。

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26. 煤的间接液化是先把煤转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成甲醇等

(1)、已知反应：① $2 C (s) + O_{2} (g) = 2 C O (g) Δ H_{1} = - 221.0 k J / m o l$
② $2 H_{2} (g) + O_{2} (g) = 2 H_{2} O (g) Δ H_{2} = - 483.6 k J / m o l$
③ $C (s) + H_{2} O (g) ⇌_{}^{} C O (g) + H_{2} (g) Δ H_{3}$
则反应③的 $Δ H_{3} =$ $k J / m o l$ 。

(2)、在 $T_{1} ℃$ 时，向体积为 $2 L$ 的一个刚性容器中加入一定量的 $C (s)$ 和 $a m o l H_{2} O (g)$ ，只发生下列反应： $C (s) + H_{2} O (g) ⇌ C O (g) + H_{2} (g)$ 、 $C O (g) + H_{2} O (g) ⇌ C O_{2} (g) + H_{2} (g)$ ，达平衡时测得 $n (H_{2}) = b m o l ， n (C O) = c m o l$ ，则平衡时 $n (C O_{2}) =$ $m o l$ (用含a、b、c的代数式表示)。

(3)、已知：在一定条件下可发生反应： $2 H_{2} (g) + C O (g) ⇌_{Δ}^{催化剂} C H_{3} O H (g) Δ H_{4}$
①下列说法正确的是。
A．使用高效催化剂可以加快化学反应速率，提高 $C O$ 和 $H_{2}$ 的平衡转化率
B． $v {(C H_{3} O H)}_{正} = 2 v {(H_{2})}_{逆}$ 时说明反应已经达到化学平衡状态
C．升高温度，化学反应速率加快，说明该反应的正反应是吸热反应
D．恒温恒容下，向平衡体系中再充入适量的 $H_{2}$ ，平衡正向移动，平衡常数不变
E.恒温恒容下，再加入氨气压强增大可以提高 $C O$ 和 $H_{2}$ 的平衡转化率
②已知：催化剂并不是所有部位都有催化作用，真正起催化作用的那些部位称为活性点位，也称活性中心。恒温恒容条件下发生反应 $2 H_{2} (g) + C O (g) ⇌_{Δ}^{催化剂} C H_{3} O H (g)$ ，若 $n (C O)$ 不变时， $n (H_{2})$ 过多，反应速率减慢，可能的原因是。
③若一定温度范围内该反应的化学平衡常数为K， $l n K$ 与 $\frac{1}{T}$ (温度的倒数)的关系如图所示：则 $Δ H_{4}$ 0(填“大于”或“小于”)
④ $T_{2} ℃$ 时，在体积为 $2 L$ 的刚性容器充入 $2 m o l H_{2}$ 和 $1 m o l C O$ 合成甲醇，假设只发生反应： $2 H_{2} (g) + C O (g) ⇌_{Δ}^{催化剂} C H_{3} O H (g)$ ， 5分钟末达到平衡，测得 $C H_{3} O H$ 的体积分数为 $25 %$ ，求5分钟内的平均反应速率 $v (H_{2}) =$ $m o l / (L \cdot m i n)$ ， $C O$ 的平衡转化率为。
⑤ $C O 、 H_{2} 、 C H_{3} O H$ 的沸点由高到低的顺序是，原因是。

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27. 化石燃料燃烧排放的氮氧化物( $N O_{x}$ )需要加以处理，以氨气为还原剂的 $N H_{3} - S C R$ (选择性催化还原)技术主要是通过向烟道内喷入还原剂 $N H_{3}$ ，然后在催化剂的作用下将烟气中的 $N O_{x}$ ，还原成清洁的 $N_{2}$ 和 $H_{2} O$ 。回答下列问题：

(1)、已知下列反应的热化学方程式：
① $4 N H_{3} (g) + 4 N O (g) + O_{2} (g) ⇌_{}^{} 4 N_{2} (g) + 6 H_{2} O (g) Δ H_{1} = - 1626 k J \cdot m o l^{- 1}$ (标准 $S C R$ 反应)
② $6 N O_{2} (g) + 8 N H_{3} (g) \overset{}{⇌} 7 N_{2} (g) + 12 H_{2} O (g) Δ H_{2} = - 2736 k J · m o l^{- 1}$ (慢速 $S C R$ 反应)
③ $N O (g) + N O_{2} (g) + 2 H N_{3} (g) \overset{}{⇌} 2 N_{2} (g) + 3 H_{2} O (g) Δ H_{3}$ (快速 $S C R$ 反应)
④ $4 H N_{3} (g) + 3 O_{2} (g) \overset{}{⇌} 2 N_{2} (g) + 6 H_{2} O (g) Δ H_{4} = - 1266 k J · m o l^{- 1}$ (副反应)
计算反应③的 $Δ H_{3} =$ $k J \cdot m o l^{- 1}$ 。

(2)、下列关于反应②和反应③反应过程能量变化示意图正确的是____。

A、 B、 C、 D、

(3)、若烟气中水含量过高会对反应产生影响：ⅰ．从平衡角度分析水含量高的影响：；ⅱ．相同时间内水对反应①和反应③的影响如图所示。水的存在(选填“加快”“减慢”)了 $S C R$ 反应，可能的原因是：。

(4)、在温度 $T_{1}$ 、压强 $120 k P a$ 条件下的恒容容器中模拟实验，原料气 $N O$ 、 $N O_{2}$ 、 $N H_{3}$ 比例为1∶1∶2，主要发生反应③，平衡时压强为 $144 k P a$ ，脱氮率为，平衡常数 $K p =$ $k P a$ (保留三位有效数字)。( $脱氮率 = \frac{还原成 N_{2} 的氮原子的物质的量}{原料气中 N O_{x} 的氮原子总物质的量} \times 100 %$ )

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28. 研发CO₂利用技术成为了研究热点，某科研团队采用一种类似“搭积木”的方式，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成，“积木”中涉及如下两个反应：①CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g) ②CH₃OH(g)+O₂(g)⇌HCHO(g)+H₂O₂(l)。完成下列填空：

(1)、一定温度下，往5L反应釜中充入1molCO₂、3molH₂ ，反应5min，气体总的物质的量减少了20%，则0~5min内，H₂的平均反应速率v=。

(2)、反应②的平衡表达式K=。将同体积的CH₃OH(g)与O₂(g)充入反应器中，当以下数值不变时，不能说明该反应达到平衡的是(选填序号)。
a.气体密度 b.气体总压 c.CH₃OH与O₂体积比 d.O₂的体积分数

(3)、将同体积的CH₃OH_(g)与O_2(g)充入反应器中，平衡时v_正(O₂)、c(O₂)与温度的关系如图所示：
反应②为反应(选填：放热或吸热)。55~100℃时，O₂的物质的量浓度随温度升高而增大的原因是。

(4)、反应②常会有副产物HCOOH产生，将NaOH溶液逐滴加入HCOOH溶液至恰好完全反应，溶液中存在：c(OH^–)-c(H⁺)=。继续加入HCl溶液至中性，此时c(HCOOH)c(Cl^–)(选填“>”“<”或“=”)。

(5)、写出检验HCOOH中是否含醛基的实验方法。

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29. 利用辉钼矿冶炼钼的反应为：MoS₂(s)＋4H₂(g)＋2Na₂CO₃(s) $⇌_{}^{}$ Mo(s)＋2CO(g)＋4H₂O(g)＋2Na₂S(s)，将一定量反应物置于体积为2 L的密闭容器中，测得平衡时氢气的体积分数随温度的变化如下图所示。
完成下列填空：

(1)、该反应的正反应为反应(选填“吸热”或“放热”)。某温度下，进行上述反应至5 min时，混合气体质量增加1.2 g，则该时间段内的平均反应速率v(H₂O) =。

(2)、若开始反应时，扩大容器体积，则图中H₂的变化曲线将。(选填“上移”或“下移”)

(3)、1300 K时，图中M点H₂O(g)的体积分数为；若此时往体系中再加入4 mol H₂(g)和4 mol H₂O(g)，则平衡移动(选填“正向”、“逆向”或“不”)，理由是。

(4)、硫化钠俗称臭碱，浓溶液有臭鸡蛋气味。Na₂S溶液中c(OH^-)-c(H⁺)c(HS^-)＋c(H₂S) 。(选填“＜”、“>”或“=”)，往Na₂S溶液中通入空气，产生淡黄色浑浊且溶液pH升高，解释其原因。

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30. 在双碳目标驱动下，大批量氢燃料客车在2022年北京冬奥会上投入使用。稳定氢源的获取是科学研究热点，对以下2种氢源获取方法进行讨论。

(1)、Ⅰ．甲醇蒸汽重整制氢

甲醇蒸汽重整制氢过程中有以下化学反应。

编号	反应	方程式	△H/kJ·mol^-1
R1	甲醇蒸汽重整	CH₃OH(g)+H₂O(g) $\underset{}{⇌}$ CO₂(g)+3H₂(g)	△H₁=+49.24
R2	甲醇分解反应	CH₃OH(g) $\underset{}{⇌}$ CO(g)+2H₂(g)	△H₂
R3	水汽反应	CO(g)+H₂O(g) $\underset{}{⇌}$ CO₂(g)+H₂(g)	△H₃=-41.17
R4	积碳反应	CO(g)+H₂(g) $\underset{}{⇌}$ C(s)+H₂O(g)	△H＜0
		CO₂(g)+2H₂(g) $\underset{}{⇌}$ C(s)+2H₂O(g)	△H＜0
		2CO(g) $\underset{}{⇌}$ C(s)+CO₂(g)	△H＜0

资料：产氢率和水碳比(S/C)的定义：

①产氢率= $\frac{产生的氢气的物质的量}{消耗的甲醇的物质的量}$

②水碳比(S/C)表示反应物中H₂O和CH₃OH的比值，水碳比的变化是以CH₃OH不变，改变H₂O的物质的量加以控制。

理想产氢率=。

(2)、△H₂=kJ·mol^-1

(3)、针对R1进行讨论：其他条件不变，随着温度升高，n(H₂)(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是。

(4)、其他条件不变，测得产物摩尔分数(即物质的量分数)随温度的变化如图所示。由图可知，在600-912K时，随着温度升高，氢气的摩尔分数增大，原因是。

(5)、结合资料和图示，提出2条减少积碳的措施、。

(6)、Ⅱ．电解液氨制氢

氨分子中具有较高的含氢量，因此是制氢的优选原料。使用NaNH₂非水电解质研究液氨电解制氢原理，装置示意图如图所示。

资料：2NH₃ $\underset{}{⇌}$ NH $_{4}^{+}$ +NH $_{2}^{-}$

①某电极上发生的电极反应为6NH₃+6e^-=3H₂↑+6NH $_{2}^{-}$ ，该电极为(选填a或b)极。

②写出另一极上发生的电极反应。

③不考虑其它能量损耗，利用该装置产生1mol氢气时，转移电子的物质的量是mol。

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31. 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定，含碳化合物的综合利用备受关注。回答下列问题：

(1)、 $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 的综合利用对温室气体减排具有重要意义。已知反应体系中主要涉及如下反应：
Ⅰ． $H C O O H (g) ⇌ C O_{2} (g) + H_{2} (g)$     $Δ H_{1} = - 66 k J \cdot m o l^{- 1}$ ；
Ⅱ． $C H_{4} (g) + C O_{2} (g) ⇌ 2 C O (g) + 2 H_{2} (g)$     $Δ H_{2} = + 247 k J \cdot m o l^{- 1}$ 。
①反应Ⅰ和反应Ⅱ中，在热力学上趋势更大的是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，理由为。
②反应Ⅰ的一种溶剂化催化反应历程如图所示(其中TS表示过渡态)。
已知：汽化热指1mol液体变为气体吸收的热量。则HCOOH的汽化热为；下列说法正确的是(填选项字母)。
A．生成TS1的反应步骤为总反应的决速步骤       B．反应过程中的催化剂为 ${[X - F e - H]}^{+}$
C．溶液中pH能影响反应速率       D．反应过程中Fe的成键数目保持不变
③反应II的催化剂活性会因为甲烷分解产生积碳而降低，同时二氧化碳可与碳发生消碳反应而降低积碳量，涉及如下反应：
Ⅲ． $C H_{4} (g) ⇌ C (s) + 2 H_{2} (g)$     $Δ H_{3} = + 74.5 k J \cdot m o l^{- 1}$
Ⅳ． $C (s) + C O_{2} (g) ⇌ 2 C O (g)$     $Δ H_{4} = + 172.5 k J \cdot m o l^{- 1}$
其他条件相同时，催化剂表面积碳量与温度的关系如图所示， $T_{0}$ ℃之后，温度升高积碳量减小的主要原因为。

(2)、甲烷部分催化氧化制备乙炔是目前研究的热点之一、反应原理为 $2 C H_{4} (g) ⇌ C_{2} H_{2} (g) + 3 H_{2} (g)$ $Δ H = + 754.8 k J \cdot m o l^{- 1}$ 。
①该反应在(填“较高”或“较低”)温度下能自发进行。
②一定温度下，将一定量 $C H_{4}$ 充入10L的固定容积容器中发生上述反应，实验测得反应前容器内压强为 $p_{0}$ kPa，容器内各气体分压与时间的关系如图所示。
6~8min时，反应的平衡常数 $K_{p} =$ kPa²；若8min时改变的条件是缩小容器容积，该时刻将容器容积缩小到L，其中 $C_{2} H_{2}$ 分压与时间关系可用图中曲线(填“ $L_{1}$ ”、“ $L_{2}$ ”、“ $L_{3}$ ”或“ $L_{4}$ ”)表示。

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32. 科学家利用Li₄SiO₄吸附CO₂ ，对于实现废气资源的再利用及碳循环经济技术的发展都具有重要意义。回答下列问题：

(1)、可用Li₂CO₃与SiO₂反应制取吸附剂Li₄SiO₄。
已知：2Li₂O(s)+SiO₂(s)=Li₄SiO₄(s) ΔH₁=akJ⋅mol^-1

Li₂CO₃(s)+SiO₂(s)=Li₂SiO₃(s)+CO₂(g) ΔH₂=bkJ⋅mol^-1

Li₂SiO₃(s)=Li₂O(s)+SiO₂(s) ΔH₃=ckJ⋅mol^-1

则2Li₂CO₃(s)+SiO₂(s)=Li₄SiO₄(s)+2CO₂(g) ΔH=kJ⋅mol⁻¹(用含a、b、c的式子表示)。

(2)、CO₂的吸附回收及材料再生的原理如下图所示：

“吸附”过程中主要反应的化学方程式为。

(3)、为了探究Li₄SiO₄的吸附效果，在刚性容器中放入1000g的Li₄SiO₄吸附剂，通入10.0mol不同比例的N₂和CO₂混合气体，控制反应时间均为2小时，得到Li₄SiO₄吸附CO₂后固体样品质量百分数与温度的关系如下图所示。

①该反应为反应(填“吸热”或“放热”)。

②A点的v_正v_逆(填“>”、“<”或“=”)，理由是。

③不同CO₂的体积分数对于吸附速率的影响是。

④保持B点的温度不变，若所用刚性容器体积为原来的一半，则平衡时理论上c(CO₂)较原平衡(填“增大”、“减小”或“不变”)。

⑤B点CO₂的吸收率为(保留3位有效数字)。

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33. 工业上由N₂、H₂合成NH₃。制备H₂需经多步完成，其中“水煤气(CO、H₂)变换”是纯化H₂的关键一步。

(1)、水煤气变换：CO(g)+H₂O(g)⇌CO₂(g)+H₂(g)，平衡常数K随温度变化如表：

温度/℃

200

300

400

K

290

39

11.7

①下列分析正确的是。

a.水煤气变换反应的∆H＜0

b.增大压强，可以提高CO的平衡转化率

c.增大水蒸气浓度，可以同时增大CO的平衡转化率和反应速率

②以氨水为吸收剂脱除CO₂。当其失去吸收能力时，通过加热使吸收剂再生。用化学方程式表示“吸收”、“再生”两个过程：。

(2)、Fe₃O₄是水煤气变换反应的常用催化剂，经CO、H₂还原Fe₂O₃制备。两次实验结果如表：

实验I

实验II

通入气体

CO、H₂

CO、H₂、H₂O(g)

固体产物

Fe₃O₄、Fe

Fe₃O₄

结合化学方程式解释H₂O(g)的作用：。

(3)、2016年我国某科研团队利用透氧膜，一步即获得N₂、H₂ ，工作原理如图所示。(空气中N₂与O₂的物质的量之比按4：1计)

①起还原作用的物质是。

②膜I侧发生的电极反应式是。

③膜I侧所得气体 $\frac{n (H_{2})}{n (N_{2})}$ =3，CH₄、H₂O、O₂反应的化学方程式是。

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34. 甲烷水汽重整反应(SMR)是我国主要的制氢技术，可以转变我国能源结构，助力我国实现“碳达峰”的目标。SMR反应常伴随水煤气变换反应(WGS)：
SMR：CH₄(g)＋H₂O(g) $⇌$ CO(g)＋3H₂(g) ΔH₁=a kJ·mol^-1 K₁=1.198× $e^{\frac{- 26830 K}{T}}$

WGS：CO(g)＋H₂O(g) $⇌$ CO₂(g)＋H₂(g) ΔH₂=b kJ·mol^-1 K₂=1.767× $e^{\frac{4000 K}{T}}$

回答下列问题：

(1)、根据SMR和WGS的平衡常数，判断：ΔH₁0，ΔH₂0(填“＜”或“＞”)。

(2)、CO₂甲烷化也是实现“碳达峰”的重要途径，反应机理如图，写出该反应的化学反应方程式，该反应的ΔH= ，关于这一反应机理，下列说法正确的是。

A．CO₂被吸附在MgO的表面而发生反应 B．Pd是反应的催化剂

C．反应过程既有碳氧键的断裂，也有碳氧键的形成 D．反应过程中有CO分子中间体生成

(3)、一定条件下，向恒容平衡反应器中通入1 MPa CH₄和3 MPa H₂O(g)，发生SMR和WGS反应，平衡时，CO为m MPa，H₂为n MPa，此时CH₄(g)的分压为MPa(用含m、n的代数式表示)。

(4)、SMR中，CH₄分子与H₂O分子在催化剂Ni表面的活性位点(能够发生断键的表面区域)断键并发生反应，实验测得甲烷的反应速率 $r_{{CH}_{4}}$ 。随水蒸气分压 $P_{(H_{2} O)}$ 的变化如下图1， $P_{(H_{2} O)}$ 超过25 kPa时， $r_{{CH}_{4}}$ 随 $P_{(H_{2} O)}$ 的增大而减小，原因是。

(5)、SMR和WGS工艺会产生CO₂废气，可以基于原电池原理，利用混合电子-碳酸根离子传导膜捕获废气(N₂、CO₂、O₂)中的CO₂ ，如上图2，CO₂在电池极(填“正”或“负”)被捕获，该电极反应方程式为。

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四、题目

35. $100 mL 0.200 mol \cdot L^{- 1} {CuSO}_{4}$ 溶液与 $1.95 g$ 锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为 $20.1 ℃$ ，反应后最高温度为 $30.1 ℃$ 。
已知：反应前后，溶液的比热容均近似为 $4.18 J \cdot g^{- 1} \cdot ℃^{- 1}$ 、溶液的密度均近似为 $1.00 g \cdot {cm}^{- 3}$ ，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算：

(1)、反应放出的热量 $Q=$ J。

(2)、反应 $Zn (s) + {CuSO}_{4} (aq) {=ZnSO}_{4} (aq) + Cu (s)$ 的 $ΔH=$ $kJ \cdot {mol}^{- 1}$ (列式计算)。

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物质的量	物质	完全断键所需吸收的总能量
$1 m o l$	$C O_{2}$	$1598 k J / m o l$
$1 m o l$	$C O$	$1072 k J / m o l$
$1 m o l$	$O_{2}$	$496 k J / m o l$


A．铁件镀银	B．由褪色快慢研究反应物浓度对反应速率的影响	C．稀硫酸与锌粒反应制氢气的能量变化	D．蒸干硫酸铝溶液制无水硫酸铝固体

	实验I	实验II
通入气体	CO、H₂	CO、H₂、H₂O(g)
固体产物	Fe₃O₄、Fe	Fe₃O₄

温度/℃	200	300	400
K	290	39	11.7