高考二轮复习知识点：热化学方程式3

更新时间：2023-07-30 浏览次数：46 类型：二轮复习

一、选择题

1. (2013·海南) 已知下列反应的热化学方程式：
6C（s）+5H₂（g）+3N₂（g）+9O₂（g）═2C₃H₅（ONO₂）₃（l）△H₁
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃
则反应4C₃H₅（ONO₂）₃（l）═12CO₂（g）+10H₂O（g）+O₂（g）+6N₂（g）的△H为（）

A . 12△H₃+5△H₂﹣2△H₁ B . 2△H₁﹣5△H₂﹣12△H₃ C . 12△H₃﹣5△H₂﹣2△H₁ D . △H₁﹣5△H₂﹣12△H₃

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2. (2019·奉贤模拟) 已知断开1molH₂(g)中H-H键需要吸收436kJ能量，根据能量变化示意图，下列说法或热化学方程式错误的是（）

A . 断开1molHCl(g)中H-Cl键要吸收432kJ能量 B . 生成1molCl₂(g)中的Cl-Cl键放出243kJ能量 C . HCl(g)→1/2H₂(g)+1/2Cl₂(g)-92.5kJ D . H₂(g)+Cl₂(g)→2HCl(g)+864kJ

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3. (2018·葫芦岛模拟) 一定条件下，在水溶液中1molCl^－、ClO_x^－(x＝1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是（）

A . a、b、c、d、e中，c最稳定 B . b→a＋c反应的活化能为反应物能量减生成物能量 C . b→a＋d反应的热化学方程式为：3ClO^－(aq)＝ClO₃^－(aq)＋2Cl^－(aq)ΔH＝＋116kJ·mol^－1 D . 一定温度下，Cl₂与NaOH溶液反应生成的产物有a、b、d，溶液中a、b、d的浓度之比可能为11∶1∶2

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4. (2018·南通模拟) 向湿法炼锌的电解液中同时加入Cu和CuSO₄ ，可生成CuCl沉淀除去Cl^— ，降低对电解的影响，反应原理如下：
Cu(s)+Cu²⁺(aq) $\text{[math]}$ 2Cu⁺(aq) ΔH₁＝a kJ·mol^-1
Cl^—(aq)+Cu⁺(aq) $\text{[math]}$ CuCl(s) ΔH₂＝b kJ·mol^-1
实验测得电解液pH对溶液中残留c(Cl^-)的影响如图所示。下列说法正确的是（）

A . 溶液pH越大，K_sp(CuCl)增大 B . 向电解液中加入稀硫酸，有利于Cl^-的去除 C . 反应达到平衡增大c(Cu²⁺)，c(Cl^-)减小 D . $\text{[math]}$ Cu(s)+ $\text{[math]}$ Cu²⁺(aq)+Cl^—(aq) $\text{[math]}$ CuCl(s)的ΔH＝(a+2b) kJ·mol^-1

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5. (2018·南京模拟) CO、H₂、C₂H₅OH三种物质燃烧的热化学力程式如下：
①CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g)   ΔH₁=a kJ/mol
②H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g)   ΔH₂=bkJ/mol
③C₂H₅OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+3H₂O(g) ΔH₃=ckJ/mol
下列说法确的是（    ）

A . ΔH₁>0 B . 2H₂O(1)=2H₂(g)+O₂(g) ΔH=-2bkJ/mol C . CO₂与H₂合成C₂H₅OH反应的原子利用率为100% D . 2CO(g)+4H₂(g)=H₂O(g)+C₂H₅OH(1)   ΔH=(2a+4b-c)kJ/mol

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6. (2018·福州模拟) 一定条件下，在水溶液中1mol Cl^-、ClO_x^- (x=1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是（）

A . 这些离子中结合H^＋能力最强的是E B . A，B，C，D，E五种微粒中C最稳定 C . C→B+D，反应物的总键能大于生成物的总键能 D . B→A+D反应的热化学方程式为：3ClO^-(aq) = ClO₃^-(aq) + 2Cl^-(aq) △H = －116kJ•mol^-1

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7. (2017·虹口模拟) 已知25℃、101kPa 下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式如下：C(石墨)＋O₂(g) → CO₂(g)＋393.51kJ； C(金刚石)＋O₂(g) → CO₂(g)＋395.41kJ，
下列说法正确的是（）

A . 金刚石比石墨稳定 B . 石墨转化为金刚石需要吸热 C . 金刚石燃烧产物更稳定 D . 等质量时，石墨所含能量高

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8. (2017·河南模拟) 铁系氧化物材料在光催化、电致变色、气敏传感器以及光电化学器件中有着广泛的应用和诱人的前景．实验室中可利用FeCO₃和O₂为原料制备少量铁红，每生成160g固体铁红放出130kJ热量，则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是（）

A . 2FeCO₃（s）+O₂（g）=Fe₂O₃（s）+2CO₂（g）△H=﹣130 KJ/mol B . 4 FeCO₃（s）+O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+4CO₂（g）△H=+260 KJ/mol C . 4 FeCO₃（s）+O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+4CO₂（g）△H=﹣260 KJ/mol D . 4 FeCO₃（s）+O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+4CO₂（g）△H=+130 KJ/mol

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9. (2017·江南模拟) 下列有关热化学方程式的叙述正确的好似（）

A . 已知2H₂O（l）═2H₂（g）+O₂（g）△H=+571.6KJ•mol^﹣¹ ，无法求H₂的燃烧热 B . 已知C（石墨，s）=C（金刚石，s）△H＞0，无法比较二者的稳定性 C . 已知500℃、30MPa下，将0.5molN₂和1.5molH₂置于密闭的容器中充分反应生成NH₃（g），放出19.3KJ的热量，无法推出该反应的热化学方程式 D . 已知2C（s）+2O₂（g）═2CO₂（g）△H₁；2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂ ，无法得出△H₂＞△H₁

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10. (2016·分宜模拟) 关于反应CH₄（g）+2O₂（g） $\text{[math]}$ CO₂（g）+2H₂O（l）的有关说法错误的是（）

A . 该反应放出大量的热，甲烷可用作气体燃料 B . 如温度超过100℃，反应前后气体的体积不变 C . 可用干燥的冷烧杯检验生成的产物为CO₂和H₂O D . 此式中使用箭头表示此反应主产物为CO₂和H₂O，还可能有其他副产物如CO、C等

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11. (2022高三上·三门峡期末) 已知在25℃、 $\text{[math]}$ Pa下，1mol氮气和1mol氧气生成2mol一氧化氮的能量变化如下图所示，已知 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。下列有关说法正确的是

A . $\text{[math]}$ 分解为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 时吸收热量 B . 乙→丙的过程中若生成液态一氧化氮，释放的能量将大于1264kJ C . $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ D . 甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙

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12. (2022高二上·菏泽期末) 2021年10月，神舟十三号载人飞船成功发射。载人飞船中通过如下过程实现O₂再生：
①CO₂(g)+4H₂(g)=CH₄(g)+2H₂O(l)   ΔH₁=-252.9 kJ·mol^-1
②2H₂O(l)=2H₂(g)+O₂(g)       ΔH₂=+571.6 kJ·mol^-1
下列说法错误的是

A . H₂的燃烧热ΔH = -285.8 kJ·mol^-1 B . 反应2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)的  ΔH＜-571.6 kJ·mol^-1 C . 反应2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l) 常温下能自发进行 D . 反应CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)的  ΔH=-890.3 kJ·mol^-1

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13. (2023高二上·宣威月考) “中国芯”的主要原料是单晶硅，“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示。
下列有关描述正确的是

A . 历程Ⅰ、Ⅲ是吸热反应 B . 历程Ⅱ的热化学方程式是： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ C . 历程Ⅲ的热化学方程式是： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ D . 实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程中能量不损耗

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14. (2022高二上·顺义期末) 硫酸工业制法中，反应之一为： $\text{[math]}$ 。
科学家分析其主要反应机理如下
反应Ⅰ： $\text{[math]}$
反应Ⅱ：……
反应中的能量变化如图。下列说法中错误的是

A . 反应Ⅱ的热化学方程式为： $\text{[math]}$ B . 使用 $\text{[math]}$ 作为反应催化剂，降低了反应的活化能 C . 通入过量空气，可提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率 D . 温度选择 $\text{[math]}$ 是综合考虑化学反应速率、化学平衡及催化剂等因素的结果

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15. (2022高二上·海淀期末) 用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和成乙醇汽油，可节省石油资源。已知乙醇的摩尔燃烧焓为 $\text{[math]}$ ，下列表示乙醇燃烧反应的热化学方程式正确的是

A . $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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16. (2022高三上·安徽期末) 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。各构象的相对能量图(位能)如图所示。下列说法正确的是

A . 相同条件下扭船式环己烷最稳定 B . $\text{[math]}$ (椅式)的燃烧热大于 $\text{[math]}$ (船式) C . $\text{[math]}$ (半椅式) $\text{[math]}$ (船式) $\text{[math]}$ D . 环己烷的扭船式结构一定条件下可自发转化成椅式结构

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17. (2022高二上·张家口期末) $\text{[math]}$ 下，关于反应 $\text{[math]}$ 的相关叙述正确的是

A . $\text{[math]}$ 的燃烧热为 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的总键能之和大于 $\text{[math]}$ 的键能之和 C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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18. (2022高二上·丰台期末) 已知 $\text{[math]}$ 中的化学键断裂时需要吸收 $\text{[math]}$ 的能量， $\text{[math]}$ 中的化学键断裂时需要吸收 $\text{[math]}$ 的能量， $\text{[math]}$ 中的化学键形成时释放 $\text{[math]}$ 的能量， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 的热化学方程式为

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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二、多选题

19. (2022高三上·胶州期末) 我国科学家研究化合物M(s)催化 $\text{[math]}$ 氢化机理，其中由化合物M(s)生成化合物N(s)过程的机理和相对能量曲线如下图所示(已知： $\text{[math]}$ )。TS1、TS2均为过渡态。下列说法正确的是

A . 过程P→N为化合物M生成化合物N的决速步骤 B . 降温、使用高效催化剂可以提高 $\text{[math]}$ 氢化的平衡转化率 C . 化合物M催化 $\text{[math]}$ 氢化反应过程中一定有Fe-O键的生成和断裂 D . 该过程的热化学方程式为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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20. (2020高一下·淮安期末) 胶状液氢（主要成分是H₂和CH₄）有望运用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得101kPa时，1molH₂完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量；1molCH₄完全燃烧生成液态水和CO₂ ，放出890.3kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是（）

A . 2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l） ΔH=+285.8kJ•mol^-1 B . 2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l） ΔH=-571.6kJ•mol^-1 C . CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g） ΔH=-890.3kJ•mol^-1 D . CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l） ΔH=-890.3kJ•mol^-1

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三、非选择题

21. (2016·新课标Ⅱ卷) 丙烯腈（CH₂=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产．主要副产物有丙烯醛（CH₂=CHCHO）和乙腈（CH₃CN）等。回答下列问题：
1. （1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C₃H₃N）和副产物丙烯醛（C₃H₄O）。热化学方程式如下：①C₃H₆（g）+NH₃（g）+ $\text{[math]}$ O₂（g）═C₃H₃N（g）+3H₂O（g）△H=﹣515kJ•mol^﹣¹②C₃H₆（g）+O₂（g）═C₃H₄O（g）+H₂O（g）△H=﹣353kJ•mol^﹣¹
  两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是．
2. （2）
  图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460℃．低于460℃时，丙烯腈的产率（填“是”或“不是”）对应温度下的平衡转化率，判断理由是；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是（双选，填标号）．
  
  A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大
  C．副反应增多 D．反应活化能增大
3. （3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示．由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为，理由是．进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为．
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22. (2022高三上·辉县市月考) 工业上常用合成气(主要成分为CO、H₂及少量CO₂、H₂O)制备甲醇，然后再利用甲醇合成其它化工产品，部分合成原理如下图所示：
回答下列问题：
1. （1）反应2为副反应，为了减少该副反应的发生，提高反应1的选择性，要优先考虑，已知298K时，由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓( $\text{[math]}$ )。下表为几种物质的标准生成焓，反应2的ΔH=kJ·mol^-1
  物质
  CO₂(g)
  CO(g)
  H₂O(g)
  $\text{[math]}$ (kJ·mol^-1)
  -394
  -111
  -242
2. （2） 500K温度下，在2L的刚性容器中充入4molCO和8molH₂制备二甲醚(忽略反应2的发生)，4min达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，且2c(CH₃OH)=c(CH₃OCH₃)。
  ①从开始到平衡，反应1的v(H₂)=mol·L^-1·min^-1。
  ②反应4中甲醇的转化率为，反应1的平衡常数K_c=。
3. （3）在T₂K、1.0×10⁴kPa下，等物质的量的CO与CH₃OH混合气体只发生反应3。反应速率v_正-v_逆=k_正·p(CO)·p(CH₃OH)-k_逆·p(CH₃COOH)，k_正、k_逆分别为正、逆反应的速率常数，p为气体的分压(气体分压p=气体总压p_总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数K_p=4.5×10^-5 ，当CO的转化率为20%时， $\text{[math]}$ =。
4. （4）对于反应2(不考虑其他反应)，若CO和CO₂的浓度随时间发生变化的曲线如图所示。则t₂时刻改变的条件可能是(任写一种)，若t₄时刻通过改变容积的方法将压强增大为原来的2倍，在图中t₄~t₅区间内画出CO、CO₂浓度变化曲线，并标明物质(假设各物质状态均保持不变)。
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23. (2022·河西模拟) 人们不断探索将燃油汽车尾气中的 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 有害气体无毒转化，并将 $\text{[math]}$ 进行甲烷化实现碳中和，请结合相关信息按要求回答下列问题。
1. （1）已知常温常压下 $\text{[math]}$ 。
  ①燃油汽车尾气仍含有较多 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的可能原因是。
  
  ②写出一项有效提升尾气达到排放标准的措施：。
2. （2）在 $\text{[math]}$ 负载型金属催化作用下，可实现 $\text{[math]}$ 低温下甲烷化。反应分如下三步进行：
  反应Ⅰ： $\text{[math]}$
  
  反应Ⅱ：………… $\text{[math]}$
  
  反应Ⅲ： $\text{[math]}$
  
  ①出反应Ⅱ $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的热化学方程式：。
  
  ②在不同温度下， $\text{[math]}$ 负载型金属催化作用下，反应Ⅲ进行结果如下图所示，其中 $\text{[math]}$ 选择性= $\text{[math]}$ 。
  
  i．反应Ⅲ的平衡常数的表达式为。
  
  ii．在测定温度内，该催化剂对 $\text{[math]}$ 甲烷化反应的最适宜温度为，理由：。
  
  iii． $\text{[math]}$ 时，在上述实验条件下向某装有该催化剂的密闭容器中通入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，充分反应后生成 $\text{[math]}$ 的物质的量为。
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24. (2022·宝山模拟)

（1） I.联氨(N₂H₄)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N₂H₄与N₂O₄反应能放出大量的热。
在25℃时，1.00gN₂H₄(l)与足量N₂O₄(1)完全反应生成N₂(g)和H₂O(l)，放出19.14kJ的热量。写出该反应的热化学方程式。

II．NO₂是氮的常见氧化物，能自发发生如下反应：2NO₂(g)⇌N₂O₄(g) $\text{[math]}$ =-57.20kJ/mol

（2）写出该反应的平衡常数表达式K=。已知：在一定温度下的密闭容器中，该反应已达到平衡。保持其他条件不变，下列措施能提高NO₂转化率的是。

a．减小NO₂的浓度 b．降低温度 c．增大压强 d．升高温度

III．Na₂CO₃俗称纯碱，是生活中的常用物质。某化学兴趣小组的同学对Na₂CO₃溶液显碱性的原因进行了探究，设计了如下实验方案进行操作并记录实验现象。

实验操作	实验现象
取少量Na₂CO₃固体，加入无水酒精，充分振荡、静置	溶液为无色
取上层清液于试管中，滴加酚酞试剂	溶液为无色
在试管中继续加入少量水	溶液变为红色
向该红色溶液中滴加足量BaCl₂溶液(中性)	红色褪去

（3） ①该实验表明，Na₂CO₃溶液显碱性的原因是(请结合化学用语，简要说明)。
②从形成盐的酸和碱的强弱角度看，Na₂CO₃属于盐。

③为了使Na₂CO₃溶液中 $\text{[math]}$ 的比值变小，可适量加入(或通入)的物质是。

a．CO₂气体 b．KOH固体 c．HCl气体 d．Na₂CO₃固体

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25. (2022·新余模拟) 五氧化二碘是一种重要的工业试剂，常温下为白色针状结晶，可用于除去空气中的一氧化碳。回答下列问题：
1. （1）已知：2I₂(s)+5O₂(g)=2I₂O₅(s) △H₁=-75.6 kJ/mol Ⅰ
  I₂O₅(s)+5CO(g) $\text{[math]}$ 5CO₂(g)+I₂(s) △H₂=-1377.2 kJ/mol Ⅱ
  
  则表示CO燃烧热的热化学方程式为。
2. （2）结合反应Ⅰ和反应Ⅱ分析， $\text{[math]}$ 在CO转化为CO₂的反应中所起的作用是。
3. （3） 10℃时，某恒容密闭容器中充有足量的I₂O₅ ，向该容器中充入CO发生反应Ⅱ，平衡时CO₂与充入CO的物质的量关系如图1所示。若降低温度，θ值(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；压缩容器体积，θ值。
4. （4） 20℃时向装有足量I₂O₅的2L恒容密闭容器中充入2mol CO，反应达到平衡后固体质量减小8 g。
  ①该温度下反应的平衡常数K=(可用分数表示)。
  
  ②图2是CO的平衡转化率随CO₂的移出率[ $\text{[math]}$ ×100%]关系。则图中a=，b=。
  
  ③由M点变为N点耗时5min，则该段时间内的平均反应速率v(CO)=。
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26. (2022·唐山模拟) 甲醇和甲醛是重要的化工原料。利用气态甲醇在催化剂条件下脱氢制备甲醛的主要反应为： $\text{[math]}$ ，反应机理图示如下：(其中虚线部分为副反应)

回答下列问题：
1. （1）主要反应的最大能垒为 $\text{[math]}$ 。
2. （2）副反应的热化学方程式为。
3. （3）已知 $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  
  则 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
4. （4）在体积 $\text{[math]}$ 的刚性容器中，投入 $\text{[math]}$ 气态 $\text{[math]}$ ，在一定催化剂作用下，反应时间 $\text{[math]}$ 时，分别测得甲醇转化率和甲醛的选择性与温度的关系，如下图所示：(甲醛的选择性：转化的 $\text{[math]}$ 中生成 $\text{[math]}$ 的百分比)。
  
  ① $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 内生成甲醛的平均反应速率是。
  
  ②若 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 恰好平衡，容器的初始压强为 $\text{[math]}$ ，甲醇的转化率为 $\text{[math]}$ ，甲醛的选择性为 $\text{[math]}$ ，主要反应 $\text{[math]}$ 的压强平衡常数 $\text{[math]}$ 为。
  
  ③ $\text{[math]}$ 以后，甲醛的选择性下降的可能原因为。
5. （5）利用甲醇、氯气和氢气为原料在 $\text{[math]}$ ℃及一定催化剂条件下制取一氯甲烷，反应原理如下： $\text{[math]}$ 。现将等物质的量的反应物分别投入到温度相同，容积是1L、2L的甲乙两个恒温、恒容的容器中，达到平衡(不考虑副反应发生)，下列说法正确的是_______(填字母代号)。
  
  A . 甲乙密度相同， $\text{[math]}$ 的体积分数不同 B . 甲乙正反应速率不同，放出的热量相同 C . 甲乙压强不同，混合气体的平均相对分子质量相同 D . 甲乙 $\text{[math]}$ 的转化率相同，混合气体的颜色相同
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27. (2022·蚌埠模拟) 二氧化碳加氢可转化为二甲醚(CH₃OCH₃)，既可以降低二氧化碳排放量，也可以得到性能优良的燃料，是实现碳中和的有效手段之一、回答下列问题：
1. （1）已知：①CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g) ∆H₁=-49.0kJ∙mol^-1
  ②2CH₃OH(g)⇌CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) ∆H₂=-23.5kJ∙mol^-1
  
  用二氧化碳和氢气反应制取二甲醚的热化学方程式为。
2. （2）一定条件下，向体积为2L的恒容闭容器中通入2molCO₂和6molH₂发生上述反应。
  ①下列有关叙述正确的是(填字母序号)。
  
  a．容器内气体密度不再发生改变，说明反应达化学平衡状态
  
  b．使用合适的催化剂可以提高单位时间内CH₃OCH₃的产率
  
  c．反应达化学平衡后，向容器内通入少量氦气，则平衡向正反应方向移动
  
  d．反应达平衡状态后向容器内再通入1molCO₂和3molH₂ ，重新达平衡后CH₃OCH₃体积分数增大
  
  ②升高温度，二甲醚的平衡产率(填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是。
  
  ③CO₂与H₂混合气体以一定的比例和一定流速分别通过填充有催化剂I和催化剂II的反应器，CO₂转化率与温度的关系如图。a点的CO₂转化率(填“是”或“不是”)平衡转化率，在催化剂I作用下，温度高于T₁时，CO₂转化率下降的原因可能是
3. （3）将组成(物质的量分数)为20％CO₂(g)、60％H₂(g)和20％N₂(g)(N₂不参与反应)的气体通入反应器，在一定温度和p=2.0MPa的条件下发生反应CO₂(g)+3H₂(g)→CH₃OH(g)+H₂O(g)。平衡时，若CO₂(g)转化率为50％，则H₂O(g)的分压为MPa，反应的平衡常数Kp=(MPa)^-2(保留两位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。
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28. (2022·南开模拟) 甲醇是基本有机原料之一，用于制造氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品，甲醇可由CO与H₂反应制得。回答下列问题：
1. （1）已知在25℃，101kPa下：甲醇(l)的燃烧热为727 $\text{[math]}$ ， CO(g)的燃烧热为283 $\text{[math]}$ ， H₂O(g)=H₂O(l) $\text{[math]}$ 。则甲醇(l)不完全燃烧生成一氧化碳和水蒸气的热化学方程式为。
2. （2）恒温恒压下，在容积可变的密闭容器中加入一定量的CO和H₂发生反应 $\text{[math]}$ 制备甲醇，测得平衡时CO的转化率(α)随温度、压强的变化如图所示。
  则T₁T₂(填“>”、“<”或“=”，下同)，M点的正反应速率N点的逆反应速率。
3. （3）密闭容器中，高温TK条件下，用CO还原氧化铁得到单质铁。若初始压强为pkPa，平衡后气体中CO的物质的量分数为a，此温度反应的平衡常数K_p=(K_p为以分压表示的平衡常数，气体分压=气体总压×体积分数)。
4. （4）以甲醇为原料，通过电化学法可以合成碳酸二甲酯[(CH₃O)₂CO]，工作原理如图所示。
  ①阳极的电极反应式为。
  ②若以铅蓄电池为电源，A应与铅蓄电池的(填“Pb”或“PbO₂”)相连。
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29. (2022·满洲里模拟) 将CO₂转化为有经济价值的产物，可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善，实现“碳中和”。请回答：
1. （1） CO₂转化为甲醇有利于实现碳中和，该过程经历以下两步：
  CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ΔH=+41kJ/mol
  CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) ΔH=-90kJ/mol
  ①写出CO₂(g)合成CH₃OH(g) 总反应的热化学方程式：
  ②能说明反应CO₂(g)合成CH₃OH(g) 总反应已达平衡状态的是(填字母)。
  A．CO₂、H₂、CH₃OH分子数之比为1：3：1的状态
  B．在恒温恒容的容器中，混合气体的平均摩尔质量保持不变
  C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化
  D．在恒温恒压的容器中，气体的密度不再变化
  E.单位时间内，每断裂2个C=O键，同时断裂3个O-H键
  ③在一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中通入1molCO₂和3molH₂ ，发生CO₂合成CH₃OH的总反应，测得10min达到平衡时氢气的平均速率为0.12mol/(L·min)，则该反应的平衡常数为(保留一位小数)。该反应中v_正=k_正•c(CO₂)•c³(H₂)，v_逆=k_逆•c(CH₃OH)•c(H₂O)，其中k_正、k_逆为速率常数，仅与温度有关，则当反应过程中CO₂的物质的量为0.5mol时，v_正：v_逆=。
2. （2） CO₂催化加氢生成乙烯和也是CO₂的热点研究领域
  2CO₂(g)+6H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g)+4H₂O(g) ∆H<0。
  ①写出实验室制备乙烯的化学方程式：
  ②达到平衡后，欲增加乙烯的产率，并提高反应的速率，可采取的措施(写出其中符合条件的一种)
  ③CO₂催化加氢合成乙烯往往伴随着副反应，生成低碳烃，在一定的温度和压强下，为提高乙烯选择性，应当
  ④如图所示，关闭活塞，向甲乙两个密闭容器分别充入1molCO₂和3molH₂ ，发生反应CO₂催化加氢生成乙烯，起始温度体积相同(T₁℃、4L密闭容器)，达到平衡时，乙的容器容积为2.8L，则平衡时甲容器中CO₂的物质的量0.2mol(填“大于、小于、等于、无法确定”)
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30. (2022·泰安模拟) 氮及其化合物的研究对于生态环境保护和工农业生产发展非常重要。答下列问题：
1. （1）已知：4NH₃(g)+3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(g) ΔH=-a kJ·mol^-1；N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) ΔH=+b kJ·mol^-1；用NH₃催化还原NO，可以消除氮氧化物的污染。写出反应的热化学方程式。
2. （2）不同温度下，工业催化合成氨N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g) 反应的K值随温度变化如表。
  温度/℃
  25
  400
  450
  K
  5 ×10⁸
  0.507
  0.152
  从平衡角度考虑，工业合成氨应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500℃左右的高温，解释其原因。
3. （3）某科研组提出合成氨的“表面氢化机理”如图所示，可在较低的电压下实现氮气的还原合成氨：
  已知：第一步：*H⁺+e^- =*H(快)(吸附在催化剂表面的物质用*表示)；
  第二步：N₂+2*H =中间体(吸附在催化剂表面)(慢)；
  第三步：(快)(写出第三步的方程式)。
  其中，第二步为决速步，原因是(从反应物分子结构角度)。
4. （4）向恒温密闭容器中充入一定物质的量N₂、H₂混合气体，在不同催化剂作用下的进行反应N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g) ΔH＜0，相同时间内H₂的转化率随温度的变化如图所示：
  根据图示，b点v_正v_逆(填“＞”、“＜ ”或“＝”)，温度高于T₄后曲线重合为ac的合理解释是；c点时，正、逆反应瞬时速率方程：v_正(H₂)= k₁·c³(H₂)·c(N₂)和v_逆(NH₃)= k₂·c²(NH₃)，此条件下反应的平衡常数K= (用含k₁、k₂的代数式表示)。
5. （5）在30 MPa时，体积分数为3m%的H₂、m%的N₂和q%的惰性气体合成氨气，平衡时NH₃体积分数随温度变化情况如图。
  若q=10时，M点的N₂的分压=MPa。此时该反应的压强平衡常数K_p=(MPa)^-2(保留三位有效数字，K_p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)
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31. (2022·茂名模拟) 当今中国积极推进绿色低碳发展，力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发CO₂利用技术，降低空气中CO₂含量成为研究热点。工业上常用CO₂和H₂为原料合成甲醇(CH₃OH)，过程中发生如下两个反应：
反应I： $\text{[math]}$
反应II： $\text{[math]}$
1. （1） ①一定条件下，一氧化碳加氢生成甲醇的热化学方程式为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
  ②若反应II逆反应活化能E_a(逆)为120 $\text{[math]}$ ，则该反应的E_a(正)活化能为 $\text{[math]}$ 。
2. （2） ①反应I在催化剂M表面进行，其中CO₂生成CH₃OH的历程如下图所示(*表示吸附在催化剂表面的物种，TS表示过渡态，能量的单位为eV)。
  下列说法正确的是。
  A．在反应过程中有极性键的断裂
  B．本历程共分为5步反应进行
  C．本历程的决速步骤的反应为： $\text{[math]}$
  D．加入催化剂M可以提高甲醇的平衡产率
  ②在催化剂M表面进行反应I，当起始量 $\text{[math]}$ 时，在不同条件下达到平衡，体系中CO₂的转化率为α(CO₂)，在T=400℃下α(CO₂)随压强变化关系和在p=60MPa下α(CO₂)随温度变化关系如下图所示。其中代表在T=400℃下α(CO₂)随压强变化关系的是(填“a线”或“b线”)；a、b两线的交点E对应的平衡常数(填“相同”或“不同”)。当α(CO₂)为80%时，反应条件可能是。
3. （3）温度为T℃时，在一个刚性容器中模拟工业上合成CH₃OH，往容器中通入1molCO₂、3molH₂进行反应，反应过程中容器内的压强随着时间变化如下表所示。
  时间/min
  0
  10
  20
  30
  40
  50
  压强/MPa
  120
  105
  95
  90
  88
  88
  (已知：CH₃OH选择性= $\text{[math]}$ )
  请计算反应开始至40min的平均反应速率v(CH₃OH)=MPa/min；此时CH₃OH的选择性为80%，则反应I的压强平衡常数K_p= $\text{[math]}$ (只列计算式，压强平衡常数：用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压 $\text{[math]}$ 气体物质的量分数)。
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32. (2022·和平模拟) 钛(Ti)被称为“未来金属”，广泛应用于国防、航空航天、材料等领域。
1. （1）基态钛原子的价电子排布式为。
2. （2）钛可与高于70℃的浓硝酸发生反应，生成Ti(NO₃)_4.其球棍结构如图Ⅰ，Ti的配位数是，试㝍出该反应的方程式。
3. （3）钙钛矿(CaTiO₃)是自然界中的一种常见矿物，其晶胞结构如图Ⅱ．设N_A为阿伏加德罗常数的值，计算一个晶胞的质量为g。
4. （4） TiCl₄是由钛精矿(主要成分为TiO₂制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯TiCl₄的流程示意图如图：
  $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  资料：TiCl₄及所含杂质氯化物的性质
  化合物
  SiCl₄
  TiCl₄
  AlCl₃
  FeCl₃
  MgCl₂
  沸点/℃
  58
  136
  181(升华)
  316
  1412
  熔点/℃
  -69
  -25
  193
  304
  714
  在TiCl₄中的溶解性
  互溶
  —
  微溶
  难溶
  TiO₂与Cl₂难以直接反应，加碳生成CO和CO₂可使反应得以进行。
  已知：TiO₂(s)+2Cl₂(g)=TiCl₄(g)+O₂(g) △H₁=+175.4kJ·mol^-1
  2C(s)+O₂(g)=2CO(g) △H₂=-220.9kJ·mol^-1
  ①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl₄(g)和CO(g)的热化学方程式。
  ②氯化过程中CO和CO₂可以相互转化，根据如图Ⅲ判断：CO₂生成CO反应的△H0(填“＞”“＜”或“=”)，判断依据。
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33. (2022·贵州模拟) 碳基能源的大量消耗使大气中CO₂的浓度持续不断地增大，造成的温室效应得到了世界各国的广泛重视。CO₂甲烷化是有效利用二氧化碳资源的途径之一，是减少CO₂的一种比较有效的实际方法，在环境保护方面显示出较大潜力。CO₂甲烷化过程涉及的化学反应如下：
①CO₂甲烷化反应：CO₂(g) +4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g) +2H₂O(g) $\text{[math]}$ H=-165 kJ·mol^-1

②逆水煤气变换反应：CO₂(g) + H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g) + H₂O(g) $\text{[math]}$ H=+41.1 kJ·mol^-1
1. （1）写出CO甲烷化反应的热化学方程式：。
2. （2）图甲是温度和压强对CO₂平衡转化率影响的关系图。随温度的升高，CO₂的转化率先减小后增大的原因是，该实验条件下的压强有0.1MPa、3.0MPa、10.0MPa，图中a点压强为MPa。
3. （3）图乙是反应条件对CO₂甲烷化反应中CH₄选择性影响的关系图。工业上一般选用的温度为400℃，则压强应选用MPa，原因是。
4. （4） 450℃时，若在体积为1 L的恒容密闭容器中加入1 mol CO₂和4 mol H₂混合原料气只发生反应：CO₂(g)+4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH=-165 kJ·mol^-1。平衡时CO₂的转化率为75%，则该温度下此反应的平衡常数K=。
5. （5）废气中的CO₂可转化为甲醚(CH₃OCH₃) ，甲醚可用于制作甲醚燃料电池(如图丙)，质子交换膜左右两侧溶液均为6 mol·L^-1的H₂SO₄溶液。则电极d为(填“正”或“负”)极，电极c上发生的电极反应为。
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34. (2022·杭州模拟) 氨是一种重要化工产品，研究有关氨反应规律具有重要意义。
已知 $\text{[math]}$ 、298K时：
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$ $\text{[math]}$
1. （1）工业以氨为原料制取硝酸的流图如图所示。
  ①设备②中发生主要反应的热化学方程式：。
  ②设备②中生成的 $\text{[math]}$ 难与 $\text{[math]}$ 大量转化为 $\text{[math]}$ 的原因是。
2. （2）研究人员以 $\text{[math]}$ 为催化剂研究将工业废气中的氨转化为 $\text{[math]}$ 的方案．实验将 $\text{[math]}$ 及载气(惰性气体)以一定流速通过催化反应床，研究了不同 $\text{[math]}$ 含量对 $\text{[math]}$ 催化氧化的影响，实验结果如图( $\text{[math]}$ 代表相应氧化物)。
  已知： $\text{[math]}$ 的选择性 $\text{[math]}$ (生成 $\text{[math]}$ 消耗的 $\text{[math]}$ 的物质的量 $\text{[math]}$ 消耗 $\text{[math]}$ 的总物质的量)
  ①分析上述实验结果，下列说法正确的是。
  A． $\text{[math]}$ 的加入，降低了催化剂的活化温度
  B． $\text{[math]}$ 含量越大，催化剂的活性越好
  C．运用该技术消除废气中 $\text{[math]}$ 的最佳条件为： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$
  D．一定温度范围， $\text{[math]}$ 的加入使得生成副产物反应活化能降低更为显著
  ②某实验条件下，维持反应系统压强为 $\text{[math]}$ ，原料气中 $\text{[math]}$ 、O₂、载气的物质的量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ；测得 $\text{[math]}$ 的转化率和 $\text{[math]}$ 的选择性均为80%， $\text{[math]}$ 氧化的副产物仅为 $\text{[math]}$ 。反应 $\text{[math]}$ 用气体分压表示的平衡常数为 (代入数据，不要求计算结果；组分分压 $\text{[math]}$ 总压 $\text{[math]}$ 组分物质的量分数)
3. （3）关于 $\text{[math]}$ 催化氧化为 $\text{[math]}$ 的反应机理有诸多研究，其中一种为“ $\text{[math]}$ ”机理：吸附在催化剂表面活性位的 $\text{[math]}$ 解离为 $\text{[math]}$ 和H，同时活性O参与反应；请用方程式将反应过程补充完整：① $\text{[math]}$ ， ② $\text{[math]}$ ， ③，④ $\text{[math]}$ 。
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35. (2022·河南模拟) 习近平主席在第75届联合国大会提出，我国要在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标。因此二氧化碳的固定和转化成为科学家研究的重要课题。
1. （1）以CO₂和H₂为原料合成乙烯，其反应的过程分两步进行：
  I．CO₂(g)+H₂(g)→CO(g)+H₂O(g) ΔH=+41.3kJ·mol^-1
  II.2CO(g)+4H₂(g)→C₂H₄(g)+2H₂O(g) ΔH=+210.5kJ·mol^-1
  CO₂加氢合成乙烯的热化学方程式为。
2. （2） 2021年9月24日，我国科学家在《Science》上发表论文《无细胞化学酶法从二氧化碳合成淀粉》，代表着人类人工合成淀粉领域的重大颠覆性和原创性突破。该实验方法首先将CO₂催化还原为CH₃OH。探究CH₃OH合成反应的化学平衡影响因素，有利于提高CH₃OH的产率。CO₂和H₂在某种催化剂作用下可同时发生以下两个反应：
  I．CO₂(g)+3H₂(g)→CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH=-48.5kJ·mol^-1
  II.2CO₂(g)+5H₂(g)→C₂H₂(g)+4H₂O(g) ΔH=+37.1kJ·mol^-1
  在压强为P，CO₂、H₂的起始投料为1：3的条件下，发生反应I、II。实验测得CO₂的平衡转化率和平衡时CH₃OH的选择性随温度的变化如图所示。
  已知：CH₃OH的选择性= $\text{[math]}$
  ①有利于提高CH₃OH的选择性的措施有(填序号)。
  A．适当降温
  B．适当升温
  C．选择合适的催化剂
  ②温度高于350℃时，体系中发生的反应以 (填“I”或“II”)为主，并说明理由。
  ③其中表示平衡时CH₃OH的选择性的曲线是 (填“a”或“b”)。
  ④400℃时，在该压强及投料比的条件下，利用图示所给数据计算H₂的转化率为 (保留三位有效数字)。
3. （3）二氧化碳甲烷化技术是一种最有效的对二氧化碳循环再利用的技术。用如图装置电解二氧化碳制取甲烷，温度控制在10℃左右，持续通入二氧化碳，电解过程中KHCO₃物质的量基本不变。
  ①阴极反应为。
  ②阳极产生的气体是(写化学式)。
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36. (2022·辽宁模拟) 合成氨是人工固氮的主要手段，对人类生存社会进步和经济发展都有着重大意义。该反应历程和能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
1. （1）合成氨反应的热化学方程式为。
2. （2）下表为不同温度下合成氨反应的平衡常数。由此可推知，表中 $\text{[math]}$ 572(填“>”“<”或“=”)。
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  572
  $\text{[math]}$
  K
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
3. （3）在一定温度和压强下，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按体积比3∶1在密闭容器中混合，当该反应达到平衡时，测得平衡时体系的总压强为P，混合气体中 $\text{[math]}$ 的体积分数为3/7，该反应的压强平衡常数 $\text{[math]}$ 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)
4. （4）合成氨反应在工业生产中的大量运用，满足了人口的急剧增长对粮食的需求，也为有机合成提供了足够的原料-氨。合成氨反应是一个可逆反应： $\text{[math]}$ 。在298K时， $\text{[math]}$ 。从平衡常数来看，反应的限度已经很大，为什么还需要使用催化剂？。
5. （5）若工业生产中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按投料比1∶2.8的比例进入合成塔，采用此投料比的原因是。若从合成塔出来的混合气体中氨的体积分数为15%，则 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的转化率比值为。(保留两位小数)
6. （6）利用反应 $\text{[math]}$ 构成电池，能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，装置如下图所示：
  写出电极B的电极反应式：。
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