“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＞T2 B. P1＞P3，T1＞T3 C. P2＞P4，T4＞T2 D. 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）
解析试题分析：（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。
考点：考查热化学方程式的书写、外界条件对平衡状态的判断、电化学原理的应用与计算
新思维假期作业寒假吉林大学出版社系列答案科目：高中化学 来源： 题型：填空题
已知各破坏1 mol N≡N键、H—H键和N—H键分别需要吸收的能量为946 kJ、436 kJ、391 kJ。计算1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为NH3(g)的能量变化理论值为 。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
阅读以下信息，回答问题：
（1）已知NO2、N2O4的结构式分别为
、
， NO2中氮氧键的键能为466 kJ·mol－1，N2O4中N－N键键能为167 kJ·mol－1，氮氧键的键能为438.5 kJ·mol－1，写出N2O4转化为NO2的热化学方程式 ；
（2）某种高能充电电池使用吸收H2后的储氢合金（用MH表示）作电池负极材料，NiO(OH)作正极材料，KOH溶液为电解质溶液，负极的电极反应为：MH＋OH－－e－= M＋H2O，电池充放电时的总反应为：Ni(OH)2＋M
NiO(OH)＋MH
① 电池放电时，正极的电极反应式为 ；
② 充电完成时Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)，若继续充电将在一个电极产生O2，同时扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，此时阴极的电极反应式为 。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义．
（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g），混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图1所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）．根据图示回答下列问题：
①恒温、恒压条件下，反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）达平衡，向体系中通入氦气，平衡 移动（填“向左”、“向右”或“不”）；
②若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1 K2（填“＞”、“＜”或“=”，下同）；若反应进行到状态D时，v正 v逆（填“＞”、“＜”或“=”，下同）。
（2）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．
①上图2是一定的温度和压强下是N2和H2反应生成1molNH3过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学反应方程式： ．
（△H的数值用含字母a、b的代数式表示）
②氨气溶于水得到氨水．在25℃下，将a mol?L-1的氨水与b mol?L-1的盐酸等体积混合，反应后溶液恰好显中性，用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数表达式 。
（3）已知25°C时Ksp[AgCl]=1.6×10-10mol2?L-2，Ksp[AgI]=1.5×10-16mol2?L-2），在25℃下，向0.1L0.002mol?L-1的NaCl溶液中逐滴加入0.1L0.002mol?L-1硝酸银溶液，有白色沉淀生成．从沉淀溶解平衡的角度解释产生沉淀的原因是 ，向反应后的浊液中，继续加入0.1L0.002mol?L-1的NaI 溶液，看到的现象是 ，产生该现象的原因是（用离子方程式表示） 。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。
据此判断:
①该反应的ΔH 0(填“>”或“<”)。
②在T2温度下,0～2 s内的平均反应速率v(N2)= 。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。 
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:
CH4(g)+2NO2(g)
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1="-867" kJ/mol
2NO2(g)
N2O4(g) ΔH2="-56.9" kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式: 。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为 。 
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
为了提高资源利用率，减少环境污染，化工集团将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链，如图所示。
请填写下列空白。
(1)钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理，请从原理上解释粉碎的作用：_______________________________________
已知氯化炉中氯气和焦炭的理论用料物质的量之比为7∶6，则氯化炉中还原剂的化学式是___________________________。
(2)已知：①Mg(s)＋Cl2(g)=MgCl2(s)ΔH＝－641 kJ/mol
②2Mg(s)＋TiCl4(s)= 2MgCl(s)＋Ti(s)ΔH＝－512 kJ/mol
则Ti(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s) ΔH＝________。
(3)氩气通入还原炉中并不参与反应，通入氩气的作用是___________________________
(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4OH－=2CO32—＋6H2O，该电池中正极上的电极反应式为_________________________________________。
工作一段时间后，测得溶液的pH________(填“减小”、“增大”或“不变”)。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
2013年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)
2CO2(g)＋N2(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。
据此判断：
①该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)
②在T2温度下，0～2 s内的平均反应速率v(N2)＝______________________。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2，在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如：CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－867 kJ/mol
2NO2(g)??N2O4(g) ΔH2＝－56.9 kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式：________________________________________________________________________。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的
目的。如图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为__________________________。
③常温下，0.1 mol·L－1的HCOONa溶液pH为10，则HCOOH的电离常数Ka＝________。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
开发使用清洁能源，发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。
（1）甲烷水蒸气转化法制H2的主要转化反应如下：
CH4(g) + H2O(g)
CO(g) + 3H2(g) △H=+206．2 kJ·mol－1
CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g) △H=+165．0 kJ·mol－1
上述反应所得原料气中的CO能使合成氨的催化剂中毒，必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2，同时可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应，该反应的热化学方程式是 。
（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于：CH4(g) + H2O(g) 
CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则A、B、C三点处对应平衡常数（KA、KB、KC）的大小关系为___________。(填“<”、“>”、“="”" )；
②100℃时，将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为1 L的定容密封容器中，发生反应，能说明该反应已经达到平衡状态的是__________
a．容器内气体密度恒定
b．单位时间内消耗0．1 mol CH4同时生成0．3 mol H2
c．容器的压强恒定
d．3v正(CH4) = v逆(H2)
（3）25℃时，在20mL0．1mol/L氢氟酸中加入VmL0．1mol/LNaOH溶液，测得混合溶液的pH变化曲线如图所示，下列说法正确的是_____。
A．pH＝3的HF溶液和pH＝11的NaF溶液中， 由水电离出的c(H+)相等
B．①点时pH＝6，此时溶液中，c(F－)－c(Na+)＝9．9×10-7mol/L
C．②点时，溶液中的c(F－)＝c(Na+)
D．③点时V＝20mL，此时溶液中c(Na+)＝0．1mol/L
（4）长期以来，一直认为氟的含氧酸不存在。1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO，其结构式为H—O—F。HFO与水反应得到HF和化合物A，该反应的化学方程式为 。
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科目：高中化学 来源： 题型：填空题
(1)①根据下列图示，写出反应的热化学方程式___________________________。
②根据如图所示情况，判断下列说法中正确的是________。
| A．其热化学方程式为：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH＝41 kJ·mol－1 |
| B．该反应为吸热反应 |
| C．该反应为放热反应 |
| D．当H2O为液态时，其反应热值小于41 kJ·mol－1 |
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