【题目】航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理，可实现其合理利用。反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)
(1)己知H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为A kJ/mol、B kJ/mol， H2O(l)=H2O(g) △H =+C kJ/mol。计算反应Ⅰ的△H=_______kJ/mol。
(2)将原料气按n(CO2)∶n(H2)=1：4置于密闭容器中发生反应Ⅰ，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
①温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是________。
②200℃达到平衡时体系的总压强为p，该反应平衡常数Kp的计算式为____。(不必化简。用平衡分压代替平衡浓度计算)
(3)一种新的利用方案是Ⅱ：反应：CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g) △H
①向体积为2 L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08 mol H2和0.04 mol CO2发生反应Ⅱ。若反应起始和平衡时温度相同(均为250℃)，测得反应过程中压强(P)随时间(t)的变化如图1曲线a所示，则△H___ 0(填“>”“<”或“不确定”)
②若其它条件相同，仅改变某一条件时，测得其压强(P)随时间(t)的变化如图1曲线b所示，则改变的条件是_______。
③图2是甲、乙两同学描绘上述反应平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系，其中正确的曲线是_______（填“甲”或“乙”），m值为______。
④反应Ⅱ必须在高温下才能启动，原因是______________。
(4)科学家还研究了处理CO2(g)另外的方法，利用下图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。该装置工作时，N电极的电极反应式为______________。
【答案】- 4A+B+2C 温度过低，反应速率小；温度过高，平衡向右进行的程度小 
< 加入催化剂 乙 2 反应的活化能高（或破坏旧键需要消耗较高的能量） CO2+2H++2e-=CO+H2O
【解析】
(1)先写出表示H2(g)、CH4(g)的燃烧热的热化学方程式，然后结合水状态变化的热化学方程式，根据盖斯定律，可得待求反应的热化学方程式；
(2)①根据温度对化学反应速率和化学平衡移动的影响分析；
②根据200℃H2O的物质的量分数及物质反应转化关系得到平衡时各组成成分占总量的含量，利用压强比等于气体的物质的量的比，带入平衡常数表达式可得Kp的值；
(3)①由图1分析可知，随反应的进行压强先增大后减小，5 min达到平衡状态，推知开始因反应是放热的，随反应进行温度升高，压强增大；反应到一定程度，因反应物浓度减小，随反应正向进行，压强反而减小，到压强随时间变化不变时，达到平衡状态；
②化学反应速率加快，平衡不动。改变的条件是加入催化剂；
③依据计算得到平衡时物质的浓度，结合平衡常数概念计算得到平衡常数，来计算；温度升高，平衡左移，K减小，lgK减小，曲线选乙；
④该反应所需的活化能较高。
(4)根据图示可知CO2在N 电极得到电子，发生还原反应产生CO，据此书写电极反应式。
(1)己知H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为A kJ/mol、B kJ/mol，可得热化学方程式：① H2(g)+
O2(g)=H2O(l) △H =-A kJ/mol；
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H =-B kJ/mol；
③H2O(l)=H2O(g) △H =+C kJ/mol。
根据盖斯定律，将①×4-②+③×2，整理可得反应CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g) 的反应热△H=(- 4A+B+2C) kJ/mol；
(2)①温度过低，化学反应速率小，单位时间内反应产生的物质较少；根据温度升高，H2O的物质的量分数降低，说明升高温度，化学平衡逆向移动。根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应。温度过高时，升高温度，尽管化学反应速率加快，但化学平衡向吸热的逆反应方向移动，使反应向正反应方向进行的程度小，会使物质的平衡含量不高；
②根据图象可知：在200℃时反应达到平衡时，H2O的物质的量分数是0.6，由反应方程式CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)中物质转化关系可知：CH4(g)的物质的量分数为0.3，则CO2(g)、H2(g)的物质的量分数和为1-0.6-0.3=0.1，由于二者反应时物质的量的比是1：4，加入的物质的量的比也是1：4，因此平衡时二者的物质的量的比还是1：4，故CO2(g)占0.1×
=0.02，H2(g) 占0.1×
=0.08。在相同外界条件下，气体的物质的量的比等于气体所占的压强之比，故用平衡分压表示的该反应的化学平衡常数Kp=；
(3)①由图1分析可知，随着反应的进行压强先增大后减小，5 min达到平衡状态，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，而反应开始后气体压强增大，说明该反应的正反应是放热反应，随反应进行气体温度升高，体系压强增大，故△H <0；反应到一定程度，因反应物浓度减小，随反应正向进行，压强不断减小，当体系的压强不再随时间变化而改变时，反应达到平衡状态；
②由图知：改变条件后，化学反应速率加快，但化学平衡不移动，说明改变的条件为加入催化剂；
③温度升高，化学平衡逆向移动，化学平衡常数K减小，lgK 减小，故应该选择曲线乙；在反应开始时n(H2)=0.08 mol，n(CO2)=0.04 mol，假设反应的H2物质的量为x，则反应CO2物质的量为x，反应产生H2O的物质的量为2x，因此平衡时各种气体的物质的量：n(H2)=(0.08-2x) mol，n(CO2)=(0.04-x) mol，n(H2O)=2x mol，由于相同条件下气体的压强之比等于气体的物质的量之比，可得
，解得x=0.02 mol，反应是在体积为2 L的恒容密闭容器中进行，则平衡时各种气体的浓度c(CO2)=
=0.0 mol/L，c(H2)=
=0.02 mol/L，c(H2O)=
=0.02 mol/L，则该条件下的化学平衡常数K=
=100，所以lgK=1g100=2；
④断裂二氧化碳和氢气的化学键变为原子需较高的能量，所以该反应所需的活化能较高，因此一定条件下该反应必须在高温下才能启动；
(4)根据图示可知CO2在N电极得到电子，发生还原反应产生CO，则N电极的电极反应式为：CO2+2H++2e-=CO+H2O。
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】下列说法正确的是()
离子化合物含离子键，也可能含极性键或非极性键
硫酸的酸性大于碳酸的酸性，所以非金属性
含金属元素的化合物不一定是离子化合物
由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
熔融状态能导电的化合物是离子化合物
由分子组成的物质中一定存在共价键
A. 
B. 
C. 
D. 
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学的反应制取胆矾。其设计的实验过程为：
（1）铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于___上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使___，灼烧后的坩埚应放在___上，不能直接放在桌面上。
a．蒸发皿 b．石棉网 c．泥三角 d．表面皿 e．坩埚钳 f．试管夹
（2）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是___。
a．灼烧过程中部分氧化铜被还原
b．灼烧不充分铜未被完全氧化
c．氧化铜在加热过程中分解生成铜
d．该条件下铜无法被氧气氧化
（3）通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、___、冷却结晶、___、自然干燥。
（4）由粗制氧化铜通过两种斜径制取胆矾，与途径I相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是：____。
（5）在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验过程中，若测定结果x值偏高，可能的原因是___。
a．加热温度过高
b．胆矾晶体的颗粒较大
c．加热后放在空气中冷却
d．胆矾晶体部分风化
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，现断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是
A. 断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H++2Cl—
Cl2↑+H2↑
B. 断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C. 断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应为：Cl2+2e—＝2Cl—
D. 断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极
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【题目】铝粉和氧化铁粉末的混合物制成的铝热剂可用于焊接钢轨。现取不同质量的该铝热剂分别和100ml同物质的量浓度的NaOH溶液反应，所取铝热剂的质量与产生气体的体积关系如下表（气体体积均在标准状况下测定）：
① | ② | ③ | ④ | |
铝热剂质量/g | 5g | 10g | 15g | 20g |
气体体积/L | 2.24L | 4.48L | 6.72L | 6.72L |
试完成下列计算：
（1）NaOH溶液的物质的量浓度_______________。
（2）该铝热剂中铝的质量分数_____________
（3）20g该铝热剂发生铝热反应理论上产生铁的质量是多少?________（写出步骤）
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【题目】“瑞德西韦(Remdesivir)”对新型冠状病毒(SARS-CoV-2)有明显的抑制作用，其合成路线如下：
已知：
(1)有机物G中官能团名称是________、_________。
(2)有机物H的化学名称为____________。
(3)A到B的反应类型是___________。
(4)有机物F的结构简式是__________。
(5)写出由B到C的反应方程式_________________。
(6)有机物M是C的一种同分异构体，满足下列条件的同分异构体有___种；其中核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为2：2：2：1的结构简式为____________。
①苯环上有3个取代基 ②能发生银镜反应
③不能与FeCl3发生显色反应 ④能发生水解反应，且1 mol M消耗4 mol NaOH
(7)设计由苯甲醇为原料制备化合物
的合成路线______(无机试剂任选)。
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【题目】根据下图所示实验，回答问题：
(1)实验①
观察到的现象是________________________。实验②
观察到的现象是________________________。
(2)实验③
观察到的现象是________________________。实验④
观察到的现象是________________________。
(3)由上述实验，你能得出的结论是________________________。
(4)请总结同周期元素金属性的变化规律__________，并用原子结构解释其原因_________。
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【题目】“长征二号”系列火箭用的燃料是液态的偏二甲肼(C2H8N2)，氧化剂是液态的N2O4，已知已知1.5g偏二甲基肼完全燃烧生成N2、CO2和液态H2O放出热量50kJ热量。下列说法不正确的是
A. 燃料在火箭发动机中燃烧是将化学能主要转变为热能和机械能
B. 液态N2O4气化时共价键没被破坏
C. 依题可知C2H8N2的燃烧热为50kJ/mol
D. 偏二甲基肼在N2O4中燃烧时的化学方程式为：C2H8N2+2N2O4
2CO2+3N2+4H2O
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】下列有关热化学方程式的叙述中，正确的是( )
A. 含20.0gNaOH的稀溶液与足量的稀硫酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则表示中和热的热化学方程式为2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)＝Na2SO4(aq)＋2H2O(l) △H＝－114.8kJ·mol-1
B. 已知热化学方程式：SO2(g)＋
O2(g)
SO3(g) △H＝－98.32kJ·mol-1，在容器中充入2molSO2和1molO2充分反应，最终放出的热量为196.64kJ
C. 已知2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H＝－483.6kJ·mol-1，则H2的燃烧热为241.8kJ·mol-1
D. 已知石墨转化为金刚石为吸热，那么石墨比金刚石稳定
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