高考二轮复习知识点：热化学方程式2

试卷更新日期：2023-07-30 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 标准状态下，气态分子断开1mol化学键的焓变为键焓．已知H﹣H，H﹣O和O=O键的键焓△H分别为436kJ•mol^﹣¹、463kJ•mol^﹣¹和495kJ•mol^﹣¹ ．下列热化学方程式正确的是（）

A、H₂O（g）═H₂（g）+ $\frac{1}{2}$ O₂（g）△H=﹣485kJ•mol^﹣¹ B、H₂O（g）═H₂（g）+ $\frac{1}{2}$ O₂（g）△H=+485kJ•mol^﹣¹ C、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=+485kJ•mol^﹣¹ D、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=﹣485kJ•mol^﹣¹

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2. 二氧化碳捕获技术可用于去除气流中的二氧化碳或者分离出二氧化碳作为气体产物，其中 ${CO}_{2}$ 催化合成甲酸是一种很有前景的方法，且生成的甲酸是重要化工原料，该反应在无催化剂和有催化剂时的能量变化如图所示：

下列说法正确的是（）

A、由图可知，过程I是有催化剂的能量变化曲线 B、 ${CO}_{2}$ 催化合成甲酸的热化学方程式为 ${CO}_{2} (g) + H_{2} (g) =HCOOH (g)$ $ΔH=-31 .2kJ/mol$ C、该反应的原子利用率为100%，符合绿色化学的理念 D、该反应可用于 ${CO}_{2}$ 的吸收和转化，有助于缓解酸雨的形成

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3. “氯化反应”通常指将氯元素引入化合物中的反应。计算机模拟单个乙炔分子和氯化氢分子在催化剂表面的反应历程如图所示。下列说法正确的是（）

A、该反应的热化学方程式为HC≡CH(g)＋HCl(g)＝H₂C＝CHCl(g) △H＝－2.24×10^－24eV·mol^－1 B、反应物或产物在催化剂表面进行物理吸附和解吸附 C、该历程中活化能为1.68×10^－24eV D、碳碳三键键能：CH≡CH>M1

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4. 以 ${TiO}_{2}$ 为催化剂的光热化学循环分解 ${CO}_{2}$ 反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。

下列说法正确的是（）

A、过程①中钛氧键断裂会释放能量 B、该反应中，光能和热能转化为电能 C、使用 ${TiO}_{2}$ 作催化剂可以降低反应的活化能，从而提高化学反应速率 D、 ${CO}_{2}$ 分解反应的热化学方程式为 ${2CO}_{2} (g) =2CO (g) {+O}_{2} (g) ΔH=+30kJ/mol$

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5. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态)，甲醇与水在铜催化剂上的反应机理和能量变化如图。

下列说法正确的是（）

A、反应过程只有C-H键断开 B、反应I的活化能为 $(c-a) kJ \cdot {mol}^{-1}$ C、总反应的热化学方程式为： ${CH}_{3} OH (g) + H_{2} O (g) = 3 H_{2} (g) + {CO}_{2} (g) Δ H = (b - a) kJ \cdot {mol}^{- 1}$ D、反应历程中，反应Ⅱ决定整个反应进程的快慢

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6. 已知：① 2C(s)+O₂(g)=2CO(g)；ΔH= -220kJ·mol^-1
② 氢气燃烧的能量变化示意图：

下列说法正确的是（）

A、1mol C(s)完全燃烧放出110 kJ的热量 B、H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g)；ΔH= -480kJ·mol^-1 C、C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)；ΔH= +130kJ·mol^-1 D、欲分解2mol H₂O(l)，至少需要提供4×462kJ的热量

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7. CO甲烷化反应为：CO(g)+3H₂(g)=CH₄(g)+H₂O(l)。如图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化（部分物质省略），其中步骤②反应速率最慢。

下列说法错误的是（）

A、步骤①只有非极性键断裂 B、步骤②速率最慢的原因可能是其活化能最高 C、步骤③需要吸收热量 D、使用该催化剂不能有效提高CO的平衡转化率

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8. 用 N_A 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）

A、标准状况下，22.4 L NO 和 22.4 L O₂ 混合后的分子总数为 2 N_A B、0.1mol•L^-1 的氨水中，溶液中各微粒的物质的量存在以下关系： n（NH₄⁺）+n（NH₃）+n（NH •H₂O）=0.1 mol C、已知氢气的热值为 143kJ•g^-1 ，则氢气充分燃烧的热化学方程式可表示为： H₂(g)＋ $\frac{1}{2}$ O₂(g)= H₂O(l) ΔH＝－286 kJ•mol ⁻¹ D、用酸性高锰酸钾溶液检验火柴头燃烧产生的 SO₂ 气体，当 10mL0.1mol•L^-1的酸性高锰酸钾溶液刚好褪色时，转移的电子总数为 0.0025N_A

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9. 已知N≡N、N—H、H—H的键能分别为946 kJ·mol^－¹、391 kJ·mol^－¹、436 kJ·mol^－¹。下列说法正确的是（）

A、N₂与H₂在一定条件下化合生成2 mol NH₃时放出的热量为92 kJ B、一定条件下合成氨反应N₂＋3H₂ $⇌_{}^{}$ 2NH₃达平衡时，3v(H₂)_正＝2v(NH₃)_逆 C、用液氨和液氧制成的燃料电池放电时可实现将化学能全部转化为电能 D、反应NH₃(g)＋HCl(g)=NH₄Cl(s)常温下能自发进行，该反应的ΔH>0

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10. 已知常温下氨气能与 CaCl₂ 固体结合生成 CaCl₂·8NH₃。下列说法错误的是（）

A、CaCl₂·6NH₃(s)＋ 2NH₃(g) $⇌_{}^{}$ CaCl₂·8NH₃(s) ΔH < 0 B、实验室可用氯化铵固体和熟石灰共热来制备氨气，说明相对高温不利于 CaCl₂ 与氨气的化合 C、常温下，在密闭容器中缩体加压能增加体系中活化分子百分数，有利于氨气的吸收 D、CaCl₂·6NH₃(s) CaCl₂·c4NH₃(s)＋ 2NH₃(g)，He 气流可促进反应进行

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11. 偏二甲肼[（CH₃）₂N-NH₂]（N为-2价）与N₂O₄是常用的火箭推进剂，发生的化学反应如下：（CH₃）₂N-NH₂（l）+2N₂O₄（l）═2CO₂（g）+3N₂（g）+4H₂O（g）△H＜0，下列说法错误的是（）

A、该反应在任何情况下都能自发进行 B、1mol（CH₃）₂N-NH₂含有11mol共价键 C、反应中，氧化产物为CO₂ ，还原产物为N₂ D、反应中，生成1molCO₂时，转移8mole^-

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12. 乙烯与水加成制备乙醇的能量变化过程如下图所示。下列说法不正确的是（）

A、H₂SO₄是该合成过程的催化剂 B、合成过程的速率由反应②决定 C、反应①和反应②均为放热反应 D、C₂H₄(g) +H₂O(1) =C₂H₅OH(l )△H =(E₁- E₄）kJ• mol^-1

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13. 根据下图所得判断正确的是（   ）

已知：H₂O(g) = H₂O(l)   △H =﹣44 kJ/mol

A、图 1 反应为吸热反应 B、图 1 反应使用催化剂时，会改变其△H C、图 2 中若 H₂O 的状态为液态，则能量变化曲线可能为① D、图 2 中反应为 CO₂(g) + H₂(g) = CO(g) + H₂O(g)   △H = + 41 kJ/mol

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14. 将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中

(

假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计

)

，使其达到分解平衡：

{NH}_{2} {COONH}_{4} (s) ⇌ 2 {NH}_{3} (g) + {CO}_{2} (g)

。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度 $/ ℃$	$15.0$	$20.0$	$25.0$	$30.0$	$35.0$
平衡气体总浓度 $(\times 10^{- 3} mol / L)$	$2.4$	$3.4$	$4.8$	$6.8$	$9.4$

下列有关叙述正确的是（）

A、该可逆反应达到平衡的标志之一是混合气体平均相对分子质量不变 B、因该反应

△ S > 0

、

△ H > 0

，所以在低温下自发进行 C、达到平衡后，若在恒温下压缩容器体积，体系中气体的浓度增大 D、根据表中数据，计算

25.0 ℃

时的分解平衡常数约为

1.64 \times 10^{- 8} {(mol \cdot L^{- 1})}^{3}

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15. 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) ΔH₁=+571.6 kJ·mol^-1

②焦炭与水反应制氢：C(s)+H₂O(g) =CO(g)+H₂(g) ΔH₂=+131.3 kJ·mol^-1

③甲烷与水反应制氢：CH₄(g)+H₂O(g) =CO(g)+3H₂(g) ΔH₃=+206.1 kJ·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，ΔH₃减小 D、反应CH₄(g)=C(s)+2H₂(g)的ΔH=+74.8 kJ·mol^-1

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16. 已知：2H₂(g)+O₂(g)→2H₂O (g)+ 483.6 kJ，2H₂(g)+O₂(g)→2H₂O (l)+ 571.6 kJ；图中示意正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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17. 以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程图如下：

相关反应的热化学方程式为：

反应I：SO₂(g) + I₂(g) + 2H₂O(l) = 2HI(aq) + H₂SO₄(aq) ΔH₁ =﹣213 kJ·mol^-1

反应II：H₂SO₄(aq) = SO₂(g) + H₂O(l) + $\frac{1}{2}$ O₂(g) ΔH₂ = +327 kJ·mol^-1

反应III：2HI(aq) = H₂(g) + I₂(g) ΔH₃ = +172 kJ·mol^-1

下列说法错误的是：（）

A、该过程实现了太阳能到化学能的转化 B、SO₂和I₂对总反应起到了催化剂的作用 C、总反应的热化学方程式为：2H₂O(l) = 2H₂ (g)+O₂(g) ΔH= +286 kJ·mol^-1 D、该过程降低了水分解制氢反应的活化能，但总反应的ΔH不变

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18. 已知在25 ℃、1.01×10⁵ Pa下，1mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如下图所示，下列有关说法正确的是（）

A、H₂O分解为H₂与O₂时放出热量 B、热化学方程式为：2H₂(g) + O₂(g) ＝ 2H₂O(g) ΔH = -490 kJ·mol^-1 C、甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为甲>乙>丙 D、乙→丙的过程中若生成液态水，释放的能量将小于930 kJ

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19. 肼(N₂H₄)在不同条件下分解产物不同，200℃时在Cu表面分解的机理如图。已知200℃时：反应Ⅰ：3N₂H₄(g)=N₂(g)+4NH₃(g) ΔH₁=-32.9 kJ·mol^-1反应Ⅱ：N₂H₄(g)+H₂(g)2NH₃(g)ΔH₂=-41.8 kJ·mol^-1

下列说法错误的是（）

A、图所示过程①是放热反应 B、反应Ⅱ的能量过程示意图如图所示 C、断开3 mol N₂H₄(g)的化学键吸收的能量大于形成1 molN₂(g)和4 mol NH₃(g)的化学键释放的能量 D、200℃时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N₂H₄(g)=N₂(g)+2H₂(g)ΔH=+50.7 kJ·mol^-1

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20. 图分别表示红磷、白磷燃烧时的能量变化，下列说法中正确的是（）

A、白磷比红磷稳定 B、白磷燃烧产物比红磷燃烧产物稳定 C、1mol白磷转变为红磷放出2244.7kJ的热量 D、红磷燃烧的热化学方程式：4P（s）+5O₂（g）=P₄O₁₀（s）△H=-2954kJ⋅mol⁻¹

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21. 1mol碳在氧气中完全燃烧生成气体，放出393kJ的热量，下列热化学方程式表示正确的是（）

A、C(s)+O₂(g)→CO₂(g)+393kJ B、C + O₂→ CO₂+393kJ C、C (s) + O₂ (g)→CO₂ (g)-393kJ D、C (s) +1/2O₂(g) → CO(g) +393kJ

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二、非选择题

22. （14分）近期发现，H₂S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调解神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能．回答下列问题：

(1)、下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是（填标号）．

A、氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以 B、氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸 C、0.10mol•L^﹣¹的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1 D、氢硫酸的还原性强于亚硫酸

(2)、
下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理．
通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为、，制得等量H₂所需能量较少的是．

(3)、H₂S与CO₂在高温下发反应：生H₂S（g）+CO₂（g）⇌COS（g）+H₂O（g）．在610k时，将0.10mol CO₂与0.40mol H₂S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02．
①H₂S的平衡转化率a₁=%，反应平衡常数K= ．
②在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H₂S的转化率a₂a₁ ，该反应的△H0．（填“＞”“＜”或“=”）
③向反应器中再分别充入下列气体，能使H₂S转化率增大的是（填标号）
A．H₂S B．CO₂C．COS D．N₂ ．

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23. 目前人工固氨和二氧化碳利用技术，对人类生存、社会进步和经济发展都有着重大意义。

(1)、Ⅰ.目前研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳，其总反应可表示为 $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌_{}^{} C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g) Δ H = - 49 k J \cdot m o l^{- 1}$ 。
该反应能自发的条件是(填“低温”或“高温”)。

(2)、二氧化碳催化加氢制甲醇合成总反应在起始物 $\frac{n (H_{2})}{n (C O_{2})} = 3$ 时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH₃OH)，在t=250℃时x(CH₃OH)随压强(p)的变化及在 $p = 5 \times 1 0^{3} P a$ 时x(CH₃OH)随温度(t)的变化，如图所示。
①图中对应等温过程的曲线是(填“a”或“b”)，判断的理由是。
②t=250℃时，当x(CH₃OH)=0.10时， $C O_{2}$ 的平衡转化率 $α =$ ， (保留小数点后一位)此条件下该反应的Kp=。(保留小数点后两位)(对于气相反应，可以用分压表示，分压=总压×物质的量分数)。

(3)、研究表明，在电解质水溶液中， $L i - C O_{2}$ 电池中的 $C O_{2}$ 气体可被还原， $C O_{2}$ 在(填“正”或“负”)极发生电化学反应，而 $C O_{2}$ 在碱性介质中被还原为正丙醇(CH₃CH₂CH₂OH)，其电极反应方程式为。

(4)、Ⅱ.目前工业上利用氮气和氢气催化合成氨是人工固氮的主要手段。合成氨的反应历程和能量变化如图所示。请回答下列问题：
合成氨反应的热化学方程式为。

(5)、对总反应速率影响较大的步骤的能垒(活化能)为kJ，该步骤的化学方程式为。

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24. 研究CO₂、CO的转化、应用等问题，既有利于环境保护，又有利于实现碳达峰、碳中和。

(1)、甲醇是新型的汽车动力燃料。工业．上可通过H₂和CO化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为
2H₂(g) + CO(g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OH(g) △H₁=-116 kJ·mol^-1。

已知：CO(g)+ $\frac{1}{2}$ O₂(g)=CO₂(g) △H₂=-283 kJ·mol^-1

H₂(g)+ $\frac{1}{2}$ O₂(g)=H₂O(g) △H₃=-242 kJ·mol^-1

1 mol甲醇气体完全燃烧生成CO₂和水蒸气的热化学方程式为。

(2)、中科院大连化学物理研究所设计了一种新型多功能复合催化剂，成功地实现了CO₂直接加氢制取高辛烷值汽油：5CO₂(g)+ 16H₂(g) $\overset{}{⇌}$ C₅H₁₂(l)+10H₂O(l) △H <0，该研究成果被评价为“CO₂催化转化领域的突破性进展”。
向某密闭容器中按一定投料比充入CO₂、H₂ ，控制条件使其发生反应：5CO₂(g)+ 16H₂(g) $\overset{}{⇌}$ C₅H₁₂(l)+10H₂O(l) △H <0。测得H₂的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图所示：则X 表示， Y₁Y₂(填“>”或“<”)。欲提高H₂的平衡转化率并提高单位时间内C₅H₁₂(l)的产量，可采取的措施是(写两种)。

(3)、利用制备的甲醇可以催化制取丙烯，过程中发生如下反应；3CH₃OH(g) $\overset{}{⇌}$ C₃H₆(g) + 3H₂O(g)。

该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式为Rlnk= $- \frac{E_{a}}{T}$ +C(E_a为活化能，假设受温度影响忽略不计，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能E_a=kJ·mol^-1。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是；此经验公式说明对于某个基元反应，当升高相同温度时，其活化能越大，反应速率增大得就(填“ 越多”或“越少”)。

(4)、以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能也可将CO₂转化为低碳烯烃，工作原理如图所示：

b电极为(填“正极”或“负极”)，产生丙烯的电极反应式为。

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25. 在“碳达峰、碳中和”的目标引领下，对减少二氧化碳排放的相关技术研究正成为世界各国的前沿发展方向。回答下列问题：

(1)、利用CH₄-CO₂干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。
①该反应一般认为通过如下步骤来实现：
I．CH₄(g)=C(ads)+2H₂(g)
II．C(ads)+CO₂(g)=2CO(g)
上述反应中C( ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图所示：
①反应I是(填“ 慢反应”或“快反应”)，CH₄-CO₂干重整反应的热化学方程式为。(选取图中E₁、E₂、E₃、E₄、E₅表示反应热)。
②在恒压条件下，等物质的量的CH₄(g)和CO₂(g)发生干重整反应时，各物质的平衡转化率随温度变化如图1所示。已知在干重整中还发生了副反应：H₂(g)+CO₂(g)=H₂O(g)+CO(g) ΔH＞ 0，则表示CO₂平衡转化率的是曲线 (填“ A”或“B") ，判断的依据是。
③在恒压p 、800 K条件下，在密闭容器中充入等物质的量的CH₄(g)和CO₂(g) ，若曲线A对应物质的平衡转化率为40%，曲线B对应物质的平衡转化率为20%，则以上反应平衡体系中n(H₂)： n(H₂O)= ，则干重整反应的平衡常数K_p (用平衡分压代替平衡浓度表示，分压=总压×物质的量分数，列出计算式，无需化简)。

(2)、二氧化碳电还原反应提供了一种生产乙醇的方法，已知反应过程中在三种不同催化剂表面(Cu、C/Cu、N-C/Cu)的某个基元反应的能量变化如图所示(IS表示始态，TS表示过渡态，FS表示终态， *表示催化剂活性中心原子)。科学家研究发现铜表面涂覆一层氮掺杂的碳(N-C)可以提高乙醇的选择性，其原因可能是。

(3)、科学家通过使用双极膜电渗析法来捕获和转化海水中的CO₂ ，其原理如图所示。
①写出与电源正极相连一极上的电极反应式：。
②下列说法正确的是(填字母)。
A．循环液1和循环液2中的阴离子种类相同
B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C．水的电离程度：处理后海水1＞处理后海水2
D．该方法可以同时将海水进行淡化

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26. 北京冬奥会上采用二氧化碳跨临界制冰，使人们再次看到了二氧化碳综合化利用的巨大前景。

(1)、二氧化碳制冰利用了CO₂的物理性质是。

(2)、国际空间站处理CO₂的一个重要方法是将CO₂还原，所涉及的反应方程式为：CO₂ (g) +4H₂(g) $\overset{R u}{⇌}$ CH₄(g)+2H₂O(g) △H
①已知H₂的燃烧热△H₁=- 285. 8 kJ·mol^-1 ， CH₄的燃烧热△H₂=- 890.3 kJ·mol^-1 ， H₂O(g)=H₂O(l)△H₃=-44 kJ·mol^-1 ，则上述反应的△H= kJ·mol^-1。
②相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：

c(CO₂)/mol·L^-1
c(H₂)/ mol·L^-1
c(CH₄)/ mol·L^-1
c(H₂O)/ mol·L^-1
平衡I
a
b
c
d
平衡II
m
n
x
y
a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为。

(3)、二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的重要步骤之一，涉及的主要反应如下：
I． CO₂(g) + 3H₂(g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OH(g)+ H₂O(g) △H=-49.5 kJ·mol^-1
II． CO(g) +2H₂ (g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OH(g) △H=-90.4 kJ·mol^-1
III． CO₂(g)+ H₂(g) $\overset{}{⇌}$ CO(g)+ H₂O(g) △H=+40.9 kJ·mol^-1
①为同时提高CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率，除降低温度外，还可采取的措施是(写一条)。
②设 $K_{p}^{r}$ 为相对压力平衡常数，是用相对分压(气体分压除以100kPa)代替浓度计算的平衡常数。如图为反应(填“II”或“III”)的lg $K_{p}^{r}$ 随示 $\frac{1}{T}$ (n＞m)的变化关系。在图中n点对应温度下、原料组成为n(CO₂)： n(H₂)=1：3、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时CO的分压为10kPa，CH₃OH的分压为9kPa，H₂的平衡转化率为。

(4)、在催化剂的作用下，二氧化碳还可以和氢气发生反应生成甲烷和低级烯烃C_nH_2n(n=2~4)。其它条件一定时，反应温度对CO₂转化率CH₄选择性、C_nH_2n选择性的影响如图所示，从生产低级烯烃的角度考虑，最合适的反应温度是。资料显示原料气中 $\frac{n (H_{2})}{n (C O_{2})}$ ＞1时，随着 $\frac{n (H_{2})}{n (C O_{2})}$ 的增大，低级烯烃的选择性会逐渐降低，但氢气的总转化率不发生明显变化，原因可能是。

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27. 硅及其化合物在生活生产中广泛应用。请按要求回答下列问题。

(1)、基态硅原子的电子排布式为；Si原子间难形成双键而C原子间却可以形成，是因为Si的原子半径(填“大于”或“小于”)C的，两个Si原子的p电子难于重叠形成π键。

(2)、工业上制备高纯硅的示意图如下：
①步骤Ⅰ反应所涉及元素的第一电离能由大到小的顺序是(填元素符号)。根据下图所示物质反应过程中的能量变化，写出用石英砂和焦炭制取粗硅，同时生成CO的热化学方程式：。
②步骤Ⅱ产物中含有 $S i H C l_{3}$ (沸点为33.0℃)，还有少量 $S i C l_{4}$ (沸点为57.6℃)和HCl(沸点为-84.7℃)。若先将步骤Ⅱ产物降至室温，提纯 $S i H C l_{3}$ ，方法是。所用到的玻璃仪器除酒精灯、温度计、锥形瓶、尾接管外，还需要、。

(3)、已知：硅的最高价氧化物对应的水化物有 $H_{2} S i O_{3}$ 和原硅酸()。常温下， $H_{2} S i O_{3}$ ： $K_{a 1} = 2.0 \times 1 0^{- 10}$ 、 $K_{a 2} = 1.0 \times 1 0^{- 12}$ ； $H_{2} C O_{3}$ ： $K_{a 1} = 4.3 \times 1 0^{- 7}$ 、 $K_{a 2} = 5.6 \times 1 0^{- 11}$
①向盛有饱和 $N a_{2} S i O_{3}$ 溶液(滴有酚酞溶液)的试管中通入过量 $C O_{2}$ ；充分反应后，用激光笔照射上述液体时发现有光亮的通路。预测液体颜色的变化：；写出该反应的离子方程式：。
②写出原硅酸脱水得到的产物(写两种)、。

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28. 回答下列问题：

(1)、已知：Fe(s)+ $\frac{1}{2}$ O₂(g)= FeO(s) ΔH= -272.0KJ·mol^-1
2Al(s)+ $\frac{3}{2}$ O₂(s)= Al₂O₃(s) ΔH=-1675.7KJ·mol^-1
Al和FeO发热反应的热化学方程式是。

(2)、某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B，如图所示。
①据图判断：当反应达到平衡后，其他条件不变，升高温度，反应物的转化率(填“增大”“减小”或“不变”)；
②其中B历程表明此反应采用的条件为 (选填序号)。
A．升高温度 B．增大反应物的浓度
C．降低温度 D．使用催化剂

(3)、1000℃时，硫酸钠与氢气发生下列反应： Na₂SO₄(s)+4H₂(g)= Na₂S(s)+ 4H₂O(g)。该反应的平衡常数表达式为K=；已知K (1000℃ ) ＜K (1200℃) ，若降低体系温度，混合气体的平均相对分子质量将 (填“增大”、 “减小”或“不变”)。

(4)、常温下，如果取0.1mol·L^-1HA溶液与0.1mol ·L^-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化忽略不计)，测得混合液的pH=8。
①混合液中由水电离出的OH^—浓度与0.1mol·L^-1NaOH溶液中由水电离出的OH^—浓度之比为；
②已知NH₄A溶液为中性，又知将HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有气体放出，试推断相同温度下，等物质的量浓度的下列盐溶液按pH由大到小的排列顺序为(填序号)＞＞
a．NH₄Cl b． NH₄A c． (NH₄)₂CO₃

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29. 我国科学家在“催化剂表面H₂还原NO反应”的研究取得重大突破，这对消除NO的污染有重要意义。回答下列问题：

(1)、N₂、H₂与氧气反应的能量变化如下图所示：

写出H₂还原NO反应的热化学方程式。

(2)、为测定c(H₂)、c(NO)与反应2NO(g)+2H₂(g)

⇌_{}^{}

N₂(g)+2H₂O(g)的关系，兴趣小组同学在T℃，体积为1L的密闭容器中进行实验，获得如下实验数据：

实验编号	起始浓度c/(mol·L^-1)		生成N₂的起始反应速率V(mol·L^-1·s^-1)
	NO	H₂
a	6.00×10^-3	1.00×10^-3	3.18×10^-3
b	6.00×10^-3	2.00×10^-3	6.36×10^-3
c	1.00×10^-3	6.00×10^-3	0.53×10^-3
d	3.00×10^-3	6.00×10^-3	4.77×10^-3

①该反应的速率方程为(速率常数用k表示，不必求出k值)。

②实验d测得体系的总压强p随时间t的变化如下表所示：

t/ min	0	10	20	30	40
p/kPa	36	33.8	32	30.4	30.4

t=20min时，体系中P(H₂)=kPa，v=mol·L^-1·s^-1(速率常数k=8.83×10⁴mol^-2· L^-1· s^-1 ，计算结果保留2位小数)。

(3)、研究表明，催化剂表面反应2NO(g)+2H₂(g)

⇌_{}^{}

N₂(g)+2H₂O(g)发生的同时还发生2NO(g)+H₂(g)

⇌_{}^{}

N₂O(g)+H₂O(g)；反应温度、H₂和NO的初始物质的量之比均对NO的有效去除率(NO转化为N₂)造成较大影响。在体积均为1L的三个密闭容器中按下表所示关系加入H₂和NO，在催化剂表面发生反应，实验测得不同温度时N₂在NO(g)、N₂O、N₂三种混合气体中的平衡体积分数如图所示。

	甲	乙	丙
n(H₂ )/( mol)	1	2	3
n(NO)/( mol)	1	1	1

①“催化剂表面H₂还原NO反应”选择的合适条件是。

②在200℃，丙容器中的H₂(g)和NO(g)发生反应，测得体系的平衡压强与起始压强之比为3.52：4，则NO的有效去除率为。

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30. 乙烷、乙烯均是有机合成中重要的原料，乙烯年产量的多少可体现一个国家石油化工发展水平的高低。回答下列问题：

(1)、已知有关反应热化学方程式如下：
①C₂H₆(g) $⇌$ C₂H₄(g)+H₂(g) △H₁=+137kJ·mol^-1
②C₂H₄(g)+3O₂(g) $⇌$ 2CO₂(g)+2H₂O(l) △H₂=-1411kJ·mol^-1
欲利用反应①、②中的数据求C₂H₆(g)的燃烧热，还需要知道一种物质的燃烧热(用△H₃表示)，请写出该物质的燃烧热的热化学方程式。C₂H₆(g)的燃烧热(△H₄)为(用含△H₃的代数式表示)。

(2)、一定条件下向某刚性恒容密闭容器内充入一定量的C₂H₆(g)，使其只发生反应①，测得不同温度，分别使用甲、乙两种催化剂的情况下，经过相同反应时间时乙烷的转化率随温度的变化情况如图1所示。
①温度低于1000K时，两种催化剂对该反应活化能影响较大的是(填“甲”或“乙”)，使用该催化剂时，该转化反应适宜的温度是；使用催化剂甲时，当温度高于1000K时，C₂H₆的转化率减小的原因可能是(填标号)。
A．平衡向左移动
B．催化剂催化活性降低，导致反应速率减小
C．温度过高，乙烯与氢气发生反应
②乙烷的转化率随时间的变化关系如图2所示，在m点条件下，平衡时总压为2.1×10⁵Pa，经过10min反应达到平衡状态，则0~10min内m点对应反应的v(C₂H₆)=Pa·min^-1 ， K_p为用气体分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，则平衡常数K_p=Pa。

(3)、利用电解法可将乙烷转化为乙酸、乙烯等多种产品，工作原理如图3所示。写出生成乙酸的电极反应式：。

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31. 环己烷和苯均是重要的化工原料，对环己烷一苯系统的研究既有生产实际价值，也具有理论意义。回答下列问题。

(1)、环己烷脱氢生苯的热效应研究
①已知下列物质的燃烧热数据如下：
物质
C(s，石墨)
H₂(g)
(g)
(g)
∆H/kJ·mol^-1
-393.5
-285.6
-3264
-3920
则计算脱氢反应： (g，环己烷) $⇌$ (g)+3 H₂(g)的ΔH= kJ·mol^-1；
②利用下列表格中的键能数据计算上述脱氢反应的ΔH时，计算值与实测值差异较大。试从分子结构的角度解释原因；
化学键
C-H
C-C
C=C
H-H
键能/kJ·mol^-1
412
348
612
436

(2)、脱氢生苯的平衡研究
将适量环己烷蒸气置于恒压密闭容器中，掺混水蒸气。在不同反应温度下，测得环己烷的平衡转化率如图实线所示：
①掺入水蒸气能提高环己烷的平衡转化率，解释说明该事实；
②要提高气态原料的平衡转化率，还可采取的措施是(写一条)。

(3)、脱氢生苯的动力学研究
①一定条件下测得在2L恒容容器中单纯进行脱氢反应的n(H₂)如下：
t/min
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n(H₂)/10^-3mol
0
1.6
3.5
5.2
7.0
计算2.0min～8.0min内， $υ$ (苯)=mol·min^-1(保留两位有效数字)；
②在催化剂作用下，产物苯的选择性(指各种可能的有机产物中苯的体积分数)如图中虚线所示。据此判断此时选择最佳温度为(填字母序号)左右。
A450℃ B.550℃ C.650℃ D.800℃
③在温度较高时，随温度升高环己烷的转化率升高，但苯的选择性降低，可能原因是。

(4)、一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢。阴极气体产物除环己烷和H₂外，无其它有机产物。阴极上苯生成环己烷的电极反应式为；阴极产生H₂的物质的量为mol。

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32. 二甲醚又称甲醚，是一种十分重要的化工原料，在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。一定条件下，利用合成气(CO、H₂)合成二甲醚，其中主要包括以下三个相互联系的反应：
i.合成气合成甲醇：CO(g) +2H₂ (g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OH(g)；
ii.甲醇脱水生成二甲醚：2CH₃OH(g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OCH₃(g)+ H₂O(g)；
iii.水煤气变换反应：CO(g)+ H₂O(g) $\overset{}{⇌}$ CO₂(g)+ H₂(g)。
请回答下列问题：

(1)、已知相关物质变化的焓变如图1所示，写出CO直接加氢合成二甲醚的热化学方程式：。

(2)、有研究者在催化剂(CuO/ZnO/Al₂O₃)、压强为5.0 MPa的条件下，由CO和H₂直接制备二甲醚，结果如图2所示，其中CO转化率随温度升高而降低的原因是。

(3)、实验室模拟上述合成过程，在1 L恒容密闭容器中充入6 mol CO和6 mol H₂ ，连续发生以上i、ii、iii反应，2 h后达到平衡，测得混合体系中各组分浓度如下表：
物质
H₂
CH₃OH
H₂O
CO₂
物质的量浓度/(mol·L^-1)
l.44
0. 78
0. 12
0.84
①平衡后，整个过程中CO的转化率为；v(CH₃OCH₃)=mol· L^-1· h^-1。
②反应ii的K=(保留两位小数)。

(4)、合成气可做燃料电池的燃料。一种熔融盐燃料电池的工作原理如图所示，电极A上H₂参与的电极反应为，假设催化炉产生的CO与H₂的物质的量之比为2：1，电极A处产生的CO₂有部分参与循环利用，其利用率为。

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33. 我国科学家在“碳中和”项目上进行了如图相关深入研究，并取得一定效果。请按要求回答下列问题：

(1)、将CO₂转化为炭黑(C)并回收利用，反应原理如图所示。
①FeO的作用是。
②写出CO₂转化为炭黑(C)和氧气的热化学方程式：。

(2)、常温下，CO₂催化加氢的反应为2CO₂+6H₂=C₂H₄+4H₂O △H<0。
①若该反应自发进行，反应适宜条件是(填“低温”或“高温”)。
②若利用该反应转化为电能，实现碳回收，负极反应物为。

(3)、以CO₂和甲醇为原料直接合成碳酸二甲酯(CH₃OCOOCH₃)的反应为CO₂(g)+2CH₃OH(g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OCOOCH₃(g)+H₂O(g)△H。在一定条件下，测定碳酸二甲酯的产率随温度变化的曲线如图a所示；其他条件一定时，改变压强(保持各物质气态)，测定甲醇的平衡转化率随压强变化的曲线在图b(未画出)。
①每个碳酸二甲酯分子中最多有原子共平面。
②在140~180℃之间，随着温度升高，碳酸二甲酯的产率降低，可能原因是(写一种)。
③请绘制出图b曲线。

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34. 以 $C O_{2}$ 和 $H_{2} O$ 为原料可以制得淀粉，实现“喝西北风”吃饱； $C O_{2}$ 与 $H_{2} O$ 可在不同催化剂和反应条件下生成 $C O$ 和 $C H_{3} O H$ 等多种化合物，在减少温室气体、减少化石能源使用、新能源开发利用等方面有重要的作用。

(1)、单个 $C O_{2}$ 分子与 $H_{2}$ 在催化剂的作用下反应历程如图甲所示：(吸附在催化剂表面的物质用·标注，如 $\cdot C O_{2}$ 表示 $C O_{2}$ 吸附在催化剂表面；图中Ts表示过渡态分子)。
反应历程中活化能(能垒)最小的化学方程式为， $C O_{2} (g) + H_{2} (g) = C O (g) + H_{2} O (g) Δ H =$ $e V / m o l$

(2)、 $C O_{2}$ 与 $H_{2}$ 在某催化剂的作用下反应如图乙所示：
化学键
键能 $(k J / m o l)$
436
326
803
464
414
写出该反应的热化学方程式：，体系达到平衡后，若要使平衡向正反应方向移动，可以改变的条件是(任写一种)

(3)、在相同的恒容容器中， $10 m i n$ 内三种不同的催化剂对 $C O_{2}$ 与 $H_{2}$ 反应的影响如图丙所示：
①下列说法正确的是.
a. 使用催化剂Ⅰ，反应转化率最高
b. 由图得出此反应一定是放热反应
c. 最佳催化剂是催化剂Ⅰ
d. a、b、c三点的速率大小关系一定为： $V_{a} (C O_{2}) > V_{b} (C O_{2}) > V_{c} (C O_{2})$
②若此反应起始投料为 $5 m o l C O_{2}$ 和 $15 m o l H_{2}$ ，在10L恒容密闭容器中进行，且反应时间足够长，得到上述关系式，则 $T_{3}$ 温度下，反应的平衡常数K=(用分数形式表示)，在催化剂Ⅰ作用下，从起始到a点 $H_{2}$ 的平均反应速率为。

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35. CH₄、CH₃OH是重要的含碳燃料，将CH₄设计成零碳排放的燃料电池，原理如图。CH₄在电池中除电极反应外还发生的如下重整反应，其反应速率远大于电极反应速率。
①CH₄(g)+ H₂O(g)→CO(g) + 3H₂(g) ΔH₁= + 206.2 kJ/mol
②CH₄(g) + CO₂(g)→2CO(g) + 2H₂(g) ΔH₂= + 247.3 kJ/mol

(1)、负极反应式为CH₄- 8e^-+ 4O^2- =CO₂+ 2H₂O、、。

(2)、可循环使用的含碳物质有(写化学式)。

(3)、CO与H₂O(g)反应可制得H₂ ，同时产生一种温室效应气体，其热化学方程式为。

(4)、甲醇制氢的反应历程如图所示(*表示该物种吸附在固体催化剂表面)，决定该过程总反应速率的步骤是(填标号)。
a．碳氢键的断裂 b．氢氧键的断裂 c．碳氧键的形成

(5)、在上述甲醇制氢的反应历程中，如果OH*参与CH₃OH*→CH₃O*步骤，则该步骤的历程如图所示，
OH*起到的作用是。

(6)、关于甲醇制氢反应CH₃OH(g)+ H₂O(g) $\overset{}{⇌}$ CO₂(g)+ 3H₂(g) ΔH＞ 0，既可以加快反应速率，又可以提高H₂平衡产率的措施有____(填标号) 。

A、升高温度 B、加入催化剂 C、增大H₂O(g)浓度 D、增大压强

(7)、CH₂O*+ * $⇌_{k_{- 1}}^{k_{1}}$ CH₂O*+ H*，正反应速率v₁= k₁c(CH₂O*)c(*)，逆反应速率v₂= k₁c(CHO*)c(H*)，若K≥10⁵反应进行完全，已知k₁=2.5×10⁹ ， k_-1= 8.4×10³ ，判断正反应(填“进行完全”或“未进行完全”)

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36. $C H_{4}$ 与 $C O_{2}$ 重整是 $C O_{2}$ 利用的研究热点之一。该重整反应体系有以下反应：
Ⅰ. $C O_{2} (g) + C H_{4} (g) ⇌ 2 C O (g) + 2 H_{2} (g)$         $Δ H_{1}$
Ⅱ. $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌ C O (g) + H_{2} O (g)$         $Δ H_{2} = + 41.2 k J / m o l$
Ⅲ. $C H_{4} (g) ⇌ C (g) + 2 H_{2} (g)$         $Δ H_{3}$ (只在高温下自发进行)

(1)、已知25℃、101kPa时 $C H_{4} (g)$ 、 $C O (g)$ 和 $H_{2} (g)$ 的燃烧热分别为 $890.0 k J \cdot m o l^{- 1}$ 、 $283.0 k J \cdot m o l^{- 1}$ 和 $285.8 k J \cdot m o l^{- 1}$ ，则 $Δ H_{1} =$ 。        $Δ H_{3}$ 0(填“>”或“<”)。

(2)、在一定压强和催化剂的条件下，将等物质的量的 $C O_{2}$ 和 $C H_{4}$ 通入重整反应器中，平衡时， $C O_{2}$ 、 $C H_{4}$ 的物质的量分数及转化率随温度变化的关系如图所示。
①平衡时 $C O_{2}$ 的物质的量分数随温度变化的曲线是(填标号)。
②温度高于1300K后，曲线d超过曲线c的可能原因为。

(3)、在p MPa时，将 $C O_{2}$ 和 $C H_{4}$ 按物质的量之比为1∶1充入密闭容器中，分别在无催化剂和 $Z r O_{2}$ 催化下反应相同时间，所得 $C O_{2}$ 的转化率、催化剂活性与温度的关系如图。
①a点 $C O_{2}$ 转化率相等的原因是。
②在900℃、 $Z r O_{2}$ 催化条件下，将 $C O_{2}$ 、 $C H_{4}$ 、 $H_{2} O$ 按物质的量之比为1∶1∶n充入密闭容器， $C O_{2}$ 的平衡转化率大于50%，原因是。

(4)、设 $K_{p}^{r}$ 为相对压力平衡常数，用相对分压代替浓度即可得相对压力平衡常数的表达式［气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以标准压强 $p_{0} (p_{0} = 100 k P a)$ ］。某温度下反应Ⅲ的 $K_{p}^{r} = 1$ ，向恒容密闭容器中按投料比 $n (C O_{2}) ： n (C H_{4}) = 1 ： 1$ 充入原料气，初始总压为150kPa，发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，体系达到平衡时 $H_{2}$ 的分压为b kPa，则 $C H_{4}$ 的平衡转化率为。

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	c(CO₂)/mol·L^-1	c(H₂)/ mol·L^-1	c(CH₄)/ mol·L^-1	c(H₂O)/ mol·L^-1
平衡I	a	b	c	d
平衡II	m	n	x	y

物质	C(s，石墨)	H₂(g)	(g)	(g)
∆H/kJ·mol^-1	-393.5	-285.6	-3264	-3920

物质	H₂	CH₃OH	H₂O	CO₂
物质的量浓度/(mol·L^-1)	l.44	0. 78	0. 12	0.84

化学键	C-H	C-C	C=C	H-H
键能/kJ·mol^-1	412	348	612	436

t/min	0	2.0	4.0	6.0	8.0
n(H₂)/10^-3mol	0	1.6	3.5	5.2	7.0

化学键
键能 $(k J / m o l)$	436	326	803	464	414