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    【题目】CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题，可利用CH4与CO2制备“合成气”(CO、H2)，还可制备甲醇、二甲醚、低碳烯烃等燃料产品。

    I.制合成气

    科学家提出制备：“合成气”反应历程分两步：

    反应①: CH4(g)C(ads)+2H2(g) (慢反应)

    反应②:C(ads)+CO2(g)2CO(g) (快反应)

    上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如下图：

    (1) CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为____。 能量变化图中：E5+E1_______E4+ E2(填“>” 、 “< ” 或 “= ”)。

    II.甲醇合成

    在某 CO 催化加氢制甲醇的反应体系中，发生的主要反应有：

    i. CO2(g) + 3 H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1< 0

    ii.CO2(g) + H2(g)CO (g)+H2O(g) △H2>0

    iii . CO(g)+2H2( g)CH3OH(g) (g) △H3< 0

    (2)5MPa 时，往某密闭容器中按投料比n(H2) :n ( CO2) =3:1 充入H2和CO2。反应达到平衡时， 测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。

    ①体系中CO2的物质的量分数受温度的影响不大， 原因是_____。

    ②250°C时，反应 i i 的平衡常数____1(填“> ”“< ”或“=”)

    ③下列措施中，无法提高甲醇产率的是____(填标号)。

    A．加入适量CO B．增大压强 C．循环利用原料气 D．升高温度

    ④在下图中画出n(H2)/ n(CO2)随温度变化趋势图_____。

    (3)反应i可能的反应历程如下图所示。

    注：方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字或字母，单位：eV)。其中TS表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒，反应历程中，生成甲醇的决速步骤的反应方程式为__。

    【答案】CH4 (g) +CO2 (g)2CO(g) +2H2 (g) △H=+ ( E3-E1 ) kJmol-1 < 温度改变时， 反应i 和反应 ii 平衡移动方向相反 < D HCOOH*+2H2(g) = H2COOH*+H2

    【解析】

    I．(1)根据盖斯定律书写CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式；反应①是慢反应、反应②是快反应，反应①的活化能大于反应②；

    II．(2) ①反应i.放热、反应ii吸热；

    ②根据图示，250°C时，CO2、H2的浓度大于CO 、H2O；

    ③根据影响平衡移动的因素判断；

    ④根据图示，升高温度，氢气的物质的量分数增大，CO2的物质的量分数受温度的影响不大；

    (3)活化能越大，反应速率越慢，慢反应决定总反应速率；

    I．(1)①: CH4(g)C(ads)+2H2(g) △H=+ ( E2-E1 ) kJmol-1

    ②:C(ads)+CO2(g)2CO(g) △H=+ ( E3-E2 ) kJmol-1

    根据盖斯定律①+②得制备“合成气”的热化学方程式CH4 (g) +CO2 (g)2CO(g) +2H2 (g) △H=+ ( E3-E1 ) kJmol-1；反应①的活化能是E4-E1、反应②的活化能是E5-E2，反应①的活化能大于反应②，所以(E4-E1)＞(E5-E2)，故（E5+E1）＜（E4+ E2）；

    II．(2) ①反应i.放热，反应ii吸热，温度改变时， 反应i 和反应 ii 平衡移动方向相反，所以体系中CO2的物质的量分数受温度的影响不大；

    ②反应ii的平衡常数 ，根据图示，250°C时，CO2、H2的浓度大于CO 、H2O，所以250°C时，反应 i i 的平衡常数＜1；

    ③A．加入适量CO，反应iii正向移动，能提高甲醇产率，故不选A；

    B．增大压强，反应i、iii正向移动，能提高甲醇产率，故不选B；

    C．循环利用原料气，提高原料气的利用率，能提高甲醇产率，故不选C；

    D．升高温度，反应i、iii逆向移动，不能提高甲醇产率，故选D；

    ④根据图示，升高温度，氢气的物质的量分数增大，CO2的物质的量分数受温度的影响不大，所以随温度升高，n(H2)/ n(CO2)增大，如图：；

    (3)根据反应历程图，HCOOH*+2H2(g) = H2COOH*+H2的活化能最大为-0.18-(-1.66)=1.48，反应最慢，所以生成甲醇的决速步骤的反应方程式为HCOOH*+2H2(g) = H2COOH*+H2。

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    ①一个N≡N断裂的同时，有3个H—H键断裂

    ②一个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂

    ③其它条件不变时，混合气体平均相对分子质量不再改变

    ④恒温恒容时，体系压强不再改变

    ⑤NH3、N2、H2的体积分数都不再改变

    ⑥恒温恒容时，混合气体的密度保持不变

    ⑦正反应速率v(H2)=0.6mol/(L·min)，逆反应速率v(NH3)=0.4mol/(L·min)

    A.全部B.①③④⑤C.②③④⑤⑦D.③⑤⑥⑦

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    A.Na2S2O8水溶液呈弱碱性

    B.Na2S2O8可水解生成H2O2，同时生成NaHSO4可循环利用

    C.H2S2O8可完全电离，故稳定性与硫酸相当

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    (3)请在下图的虚线框中补充完成SiO2晶体的结构模型示意图____，(部分原子已画出)，并进行必要的标注。

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    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工业上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△H=_____________kJ/mol.

    （2）已知化合物Na2O的晶胞如图。

    ①其中O2-离子的配位数为________，

    ②该化合物与MgO相比，熔点较高的是________。(填化学式)

    ③已知该化合物的晶胞边长为apm，则该化合物的密度为___g·cm－3(只要求列出算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的数值为NA)。

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    已知：①A为常见的有机物；D为苯的同系物，分子式为C7H8

    ②

    回答下列问题：

    (1)B中官能团的名称是__________，F的化学名称是____________。

    (2)W的分子式为__________。

    (3)D→F，E+H→W的反应类型分别是___________、_____________。

    (4)A与银氨溶液加热反应的化学方程式为__________。C和D生成E的化学方程式为_________。

    (5)芳香化合物L是E的同分异构体。若L能发生银镜反应，则L可能的结构有______种，其中核磁共振氢谱有四组峰的结构简式为__________(任写一种)。

    (6)请以甲苯、丙酮(CH3COCH3)等为原料制备 ，写出相应的合成路线流程图(无机试剂任用)_________。

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    (1)写出EF段发生反应的离子方程式____________

    (2)C点对应的溶液中含有的阳离子除Na+外，还含有_______。

    (3)x =________。

    (4)铁铝合金中铝的物质的量分数为_________。

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