“低碳循环引起各国的高度重视.而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2.引起了全世界的普遍重视.所以“低碳经济正成为科学家研究的主要课题.(1)写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式 .已知: ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH＝-41kJ·mol-1② C(s)+2H2(g)CH4(g) � 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
（1）写出CO₂与H₂反应生成CH₄和H₂O的热化学方程式。
已知： ① CO(g)+H₂O(g)

H₂(g)+CO₂(g) ΔH＝－41kJ·mol^－1
② C(s)+2H₂(g)

CH₄(g) ΔH＝－73kJ·mol^－1
③ 2CO(g)

C(s)+CO₂(g) ΔH＝－171kJ·mol^－1
（2）将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：2CO₂(g) + 6H₂(g)

CH₃OCH₃(g) + 3H₂O(g)。已知一定条件下，该反应中CO₂的平衡转化率随温度、投料比[n(H₂) / n(CO₂)]的变化曲线如下左图：
①在其他条件不变时，请在上图中画出平衡时CH₃OCH₃的体积分数随投料比[n(H₂) / n(CO₂)]变化的曲线图。

②某温度下，将2.0molCO₂(g)和6.0molH₂(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH₃OCH₃(g)的物质的量分数变化情况如图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是；

A. P₃＞P₂，T₃＞T₂B. P₁＞P₃，T₁＞T₃C. P₂＞P₄，T₄＞T₂D. P₁＞P₄，T₂＞T₃
③在恒容密闭容器里按体积比为1:3充入二氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是；
A. 正反应速率先增大后减小
B. 逆反应速率先增大后减小
C. 化学平衡常数K值增大
D. 反应物的体积百分含量增大
E. 混合气体的密度减小
F. 氢气的转化率减小
（3）最近科学家再次提出“绿色化学”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO₂转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池，写出以稀硫酸为电解质甲醇燃料电池负极反应式__ 。以此燃料电池作为外接电源按图所示电解硫酸铜溶液，如果起始时盛有1000mL pH＝5的硫酸铜溶液（25℃，CuSO₄足量），一段时间后溶液的pH变为1，此时可观察到的现象是；若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入（填物质名称），其质量约为 g。

（1）CO₂(g)+4H₂(g)

CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH＝－162kJ·mol^－1 （2分）
(2) ①画图（见图）（2分）

②BD （2分） ③ B （2分）
（3）CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂↑+6H⁺（2分）石墨电极表面有气泡产生，铁电极上附着一层红色物质，溶液颜色变浅（3分，按3个现象给分），氧化铜（或碳酸铜）（1分），4g（或6.2g）（1分）

试题分析：（1）已知：① CO(g)+H₂O(g)

H₂(g)+CO₂(g) ΔH＝－41kJ·mol^－1、② C(s)+2H₂(g)

CH₄(g) ΔH＝－73kJ·mol^－1、③ 2CO(g)

C(s)+CO₂(g) ΔH＝－171kJ·mol^－1，则根据盖斯定律可知，③－①×2+②即得到CO₂与H₂反应生成CH₄和H₂O的热化学方程式O₂(g)+4H₂(g)

CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH＝－162kJ·mol^－1。
（2）①根据图像可知CO₂的平衡转化率在温度一定的条件下随投料比的增大而增大。根据方程式可知投料比＝3时生成物的含量最高，所以虽然CO₂的平衡转化率在温度一定的条件下随投料比的增大而增大，但二甲醚的体积分数只有在投料比＝3时最大，所以图像可以表示为见答案。
②对于反应：2CO₂(g) + 6H₂(g)

CH₃OCH₃(g) + 3H₂O(g)，增大压强，平衡向正反应方向移动，则二甲醚的物质的量分数越大；升高温度二氧化碳的转化率降低，说明正方应是放热反应，即升高温度平衡向逆反应方向移动，二甲醚的物质的量分数越小，所以P₁＞P₂＞P₃＞P₄，T₁＞T₂＞T₃＞T₄，答案选BD。
③A.正反应速率先增大后减小，说明反应向正反应方向移动，A不正确；B. 逆反应速率先增大后减小，说明反应向逆反应方向移动，B正确；C.化学平衡常数K值增大说明平衡向正反应方向移动，C不正确；D. 反应物的体积百分含量增大说明反应向正反应方向移动，D不正确；E. 密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此混合气体的密度始终不变，E不正确； F. 氢气的转化率减小，但平衡不一定向逆反应方向移动，例如通入氢气，氢气的转化率也较低，F不正确，答案选B。
（3）原电池中负极失去电子发生氧化反应，则以稀硫酸为电解质甲醇燃料电池中甲醇在负极通入，负极反应式为CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂↑+6H⁺；根据装置图可知，石墨是阳极，溶液中的OH^－放电放出氧气。铁是正极，溶液中的铜离子放电析出铜，所以实验现象是石墨电极表面有气泡产生，铁电极上附着一层红色物质，溶液颜色变浅；电解产物是氧气、铜和稀硫酸，所以若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入氧化铜或碳酸铜。溶液中氢离子的物质的量是0.1mol/L×1L＝0.1mol，则根据方程式2CuSO₄＋2H₂O

2H₂SO₄＋2Cu＋O₂↑可知，需要氧化铜的物质的量是0.1mol÷2＝0.05mol，质量是0.05mol×80g/mol＝4.0g。而碳酸铜的质量则是0.05mol×124/mol＝6.2g。

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相关习题

科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

（16分）工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO(g)+H₂O(g)

CO₂(g)+H₂(g)。t℃时，往10L密闭容器中充入2mol CO和3mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中c(H₂)=0.12mol·L^-1。则该温度下此反应的平衡常数K= （填计算结果）。
（2）合成塔中发生反应N₂(g)+3H₂(g)

2NH₃(g) △H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知，表中T₁ 300℃（填“>”、“<”或“=”）。

T/℃	T₁	300	T₂
K	1.00×10⁷	2.45×10⁵	1.88×10³

（3）氨气在纯氧中燃烧生成一种单质和水，科学家利用此原理，设计成“氨气-氧气”燃料电池，则通入氨气的电极是         （填“正极”或“负极”）；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为                      。
（4）用氨气氧化可以生产硝酸，但尾气中的NO_x会污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
CH₄(g)+4NO₂(g)＝4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)  △H= －574kJ·mol^－1
CH₄(g)+4NO(g)＝2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)   △H= －1160kJ·mol^－1
则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为                                       。
（5）某研究小组在实验室以“Ag-ZSM-5”为催化剂，测得将NO转化为N₂的转化率随温度变化情况如图。据图分析，若不使用CO，温度超过775K，发现NO的转化率降低，其可能的原因为                                   ；在n(NO)/n(CO)=1的条件下，应控制的最佳温度在      左右。

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科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

(1)宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H₂＋O₂=2H₂O，试写出电解质溶液若为盐酸时的正极反应式：______________。
(2)已知4 g甲烷气体充分燃烧生成CO₂(g)和H₂O(l)时，放出Q kJ的热量。写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式：______________________。
(3)已知下列热化学方程式：
①Fe₂O₃(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO₂(g)　ΔH＝－Q₁ kJ/mol
②3Fe₂O₃(s)＋CO(g)=2Fe₃O₄(s)＋CO₂(g)　ΔH＝－Q₂ kJ/mol
③Fe₃O₄(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO₂(g)　ΔH＝－Q₃ kJ/mol
利用盖斯定律计算：FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO₂(g)的焓变ΔH＝________。

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科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1mol 化学键时释放（或吸收）的能量。已知白磷和P₄O₆的分子结构如下图所示，现提供以下化学键的键能（kJ/mol）：P—P：198，P—O：360，O=O：498，则反应P₄（白磷）＋3O₂=P₄O₆的反应热ΔH为（）

A．－1638kJ/mol	B．＋1638kJ/mol
C．－126kJ/mol	D．＋126kJ/mol

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科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

研究SO₂、CO等大气污染物的处理与利用具有重大意义。
Ⅰ.利用钠碱循环法可脱除烟气中SO₂，该法用Na₂SO₃溶液作为吸收剂，吸收过程pH随n（SO）?n（HSO₃^-）变化关系如下表：

n（SO₃^2-）?n（HSO₃^-）	91:9	1:1	9:91
pH	8.2	7.2	6.2

（1）由上表判断NaHSO₃水溶液显   __性，原因是   __。
（2）当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是   __。
a．c（Na^＋）＝2c（SO₃^2-）＋c（HSO₃^-）
b．c（Na^＋）＞c（HSO₃^-）＞＞c（SO₃^2-）＞c（H^＋）＝c（OH^－）
c．c（Na^＋）＋c（H^＋）＝c（HSO₃^-）＋c（SO₃^2-）＋c（OH^－）
（3）若某溶液中含3 mol Na₂SO₃，逐滴滴入一定量稀HCl，恰好使溶液中Cl^－与HSO₃^-物质的量之比为2?1，则滴入盐酸中n（HCl）为   __mol。
Ⅱ.CO可用于合成甲醇，反应原理为
CO（g）＋2H₂（g）

CH₃OH（g）。
（4）在容积为2 L的密闭容器中通入0.2 mol CO,0.4 mol H₂，达到平衡时，CO转化率为50%，则该温度下的平衡常数为 __，再加入1.0 mol CO后，重新达到平衡，CO的转化率 __（填“填大”“不变”或“减小”）；平衡体系中CH₃OH的体积分数 __（填“增大”“不变”或“减小”）。
（5）已知CH₃OH（g）＋H₂O（g）=CO₂（g）＋3H₂（g）；
H₂（g）＋

O₂（g）=H₂O（g）　ΔH＝－241.8 kJ/mol。
有关键能数据如下：（单位：kJ/mol）

化学键	H—H	H—O	C—H	C—O	C=O
键能	435	463	413	356	745

写出甲醇气体完全燃烧生成气态水的热化学方程式： __。

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科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估算化学反应的反应热(ΔH),化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。

化学键	Si—O	Si—Cl	H—H	H—Cl	Si—Si	Si—C
键能/kJ·mol^-1	460	360	436	431	176	347

请回答下列问题:
(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”)。
SiC　　　　Si;SiCl₄　　　　SiO₂。
(2)如图立方体中心的“

”表示硅晶体中的一个原子,请在立方体的顶点用“

”表示出与之紧邻的硅原子。

(3)工业上用高纯硅可通过下列反应制取:SiCl₄(g)+2H₂(g)

Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热ΔH=　　　kJ/mol。

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科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

已知：P₄(g)＋6Cl₂(g)=4PCl₃(g)　ΔH＝a kJ·mol^－1，P₄(g)＋10Cl₂(g)=4PCl₅(g)　ΔH＝b kJ·mol^－1，并知形成或拆开1 mol化学键放出或吸收的能量称为该化学键的键能。P₄具有正四面体结构，PCl₅中P－Cl键的键能为c kJ·mol^－1，PCl₃中P－Cl键的键能为1.2c kJ·mol^－1。下列叙述正确的是（）

A．P－P键的键能大于P－Cl键的键能

B．可求Cl₂(g)＋PCl₃(g)=PCl₅(s)的反应热ΔH

C．Cl－Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4 kJ·mol^－1

D．P－P键的键能为(5a－3b＋12c)/8 kJ·mol^－1

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科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

已知下列热化学方程式：
①C（s）+O₂（g）==CO₂（g）△H= —393.5kJ/mol
②CO（g）+ 1/2 O₂（g）="=" CO₂（g）△H= —283.0kJ/mol
③2Fe（s）+3CO（g）==Fe₂O₃（s）+3C（s）△H= —489.0kJ/mol
则4Fe（s）+3O₂（g）==2Fe₂O₃（s）的反应热ΔH为（）

A．-1641.0kJ/mol	B．+3081kJ/mol
C．+663.5kJ/mol	D．-2507.0kJ/mol

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科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要作用。
（1）真空碳热还原一氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：
2Al₂O₃（s）+ 2AlCl₃（g）+ 6C（s）＝6AlCl（g）+ 6CO（g）；△H＝ a kJ?mol^-1
3AlCl（g）＝ 2Al（l）+ AlCl₃（g）；△H＝ b kJ?mol^-1
反应Al₂O₃（s）+ 3C（s）＝ 2Al（l）+ 3CO（g）的△H＝ kJ?mol^-1
（用含a、b的代数式表示）。
（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）+ 2NO（g）

N₂（g）+ CO₂（g）；△H= Q kJ?mol^-1。在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间（min）浓度（mol/L）	0	10	20	30	40	50
NO	1．00	0．68	0．50	0．50	0．60	0．60
N₂	0	0．16	0．25	0．25	0．30	0．30
CO₂	0	0．16	0．25	0．25	0．30	0．30

①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=              ，T₁℃时，该反应的平衡常数K=
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是                （填字母编号）
a．通入一定量的NO               b．加入一定量的活性炭
c．加入合适的催化剂              d．适当缩小容器的体积
③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为3：1：1，则Q         0（填“＞”或“＜”）。
④在恒容绝热条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是                   （填选项编号）
a．单位时间内生成2nmol NO（g）的同时消耗nmol CO₂（g）
b．反应体系的温度不再发生改变
c．混合气体的密度不再发生改变

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