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高考一轮复习专题练习09化学能与热能（一）一、单选题1利用太阳光在特殊催化剂表面可以实现高效分解水，其主要过程如图所示。已知：几种物质中化学键的键能如表所示。化学键HOO=OHHOO键能/kJ·mol1463496436138若反应过程中分解了1mol水，则下列说法错误的是A总反应S>0B过程I吸收了463kJ能量C过程II放出了287kJ能量D过程III反应为2H2O2(l)=2H2O(g)+O2(g)2下列反应属于吸热反应的是A甲烷在空气中燃烧B碳酸钙受热分解C镁条溶于盐酸D钠与水反应3下列反应属于吸热反应的是ACaO+H2O=Ca(OH)2BMg+2HCl=MgCl2+H2CH2SO4+2KOH=K2SO4+2H2OD2H2O2H2+O24参照反应的能量对应反应过程的示意图，下列叙述中正确的是 A正反应为放热反应B吸热反应一定要加热后才能发生C反应物总能量高于生成物总能量D升高温度可增大正反应速率的同时也可增大逆反应速率二、多选题5乙炔(HCCH)能在Hg()催化下与水反应生成CH3CHO，反应历程及相对能垒如图所示。下列说法正确的是A过程中，水分子中的氧原子向Hg2+的空轨道提供孤对电子B本反应历程涉及的物质中，CH2=CHOH的稳定性最弱C本反应历程中，决定整个反应快慢的步骤为过程D其他条件不变时，更换其他催化剂可改变由乙炔和水制备乙醛的焓变三、填空题6(1)用系统命名法，烃A(见图)的名称是_(2)气态燃料甲硅烷在足量的氧气中燃烧，生成固态二氧化硅和液态水，放出的热量，写出该反应的热化学方程式_。72020年9月7日，我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭，成功将高分十一号02星送入预定轨道。N2H4、NH3等均可用作火箭推进剂。请回答下列问题：(1)某种运载火箭的推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢，一定量的N2H4(1)和H2O2(1)完全反应生成氮气和1mol气态水的过程中的能量变化如图所示。该反应属于_(填“吸热”或“放热”)反应。写出N2H4中含有的共价键类型：_。若该反应过程中N2H4中有8mol极性键发生断裂，则能量变化为_kJ。(2)已知下列数据：物质NH3H2ON2O2断裂1mol化学键所需能量/kJ391463942496则68g氨气完全燃烧生成氮气和气态水放出的热量为_kJ。8物质的摩尔燃烧焓是指在一定温度和压强条件下，1mol物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变，其中物质中所含的N元素氧化为N2(g)、H元素氧化为H2O(l)、C元素氧化为CO2(g)。已知：几种物质的摩尔燃烧焓：物质石墨(s)H2(g)CO(g)H/(kJ·mol1)-393.5-285.8-283.0298k，101kPa时，部分化学键键能：化学键COO=OC=OCOE/(kJ·mol-1)a498745351H2O(l)=H2O(g) H=+44.0kJ/mol回答下列问题：(1)计算反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的焓变H1=_kJ·mol-1，由此可求CO的化学键CO键能a=_kJ·mol-1。(2)已知相同条件下，石墨比金刚石稳定，则1mol金刚石的燃烧放热_393.5kJ(填“”、“”、“=”)。(3)写出常温下氢气燃烧的热化学方程式_，则反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的焓变H2=_kJ·mol-1。9在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol-1表示。请认真观察图，然后回答问题：(1)图中所示反应是_(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的H=_(用含E1、E2的代数式表示)。(2)下列4个反应中符合示意图描述的反应的是_ (填代号)。A水蒸气与炭反应B用水稀释氢氧化钠溶液C铝粉与四氧化三铁反应D灼热的炭与CO2反应(3)已知0.5molCH4(g)与0.5mol水蒸气在25、101kPa时，完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收了akJ热量，该反应的热化学方程式是_。10请按要求填空。已知H2(g)+O2(g)=H2O(g)，如图是1molH2燃烧的反应过程中能量变化示意图。请回答下列问题：(1)该反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)氢气在氧气中燃烧，破坏1molHH键吸收Q1kJ的能量，破坏1molO=O键吸收Q2kJ的能量，形成1molHO键释放Q3kJ的能量，则下列关系式正确的是_。A2Q1+Q2=4Q3 B2Q1+Q24Q3CQ1+Q2Q3 D2Q1+Q24Q3(3)已知1gH2(g)完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且O2(g)中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，H2O(g)中1molH-O键形成时放出热量463kJ，则H2(g)中1molH-H键断裂时吸收热量为_kJ。(4)焦炭可用于制取水煤气。测得6 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了65.8kJ热量。该反应的热化学方程式为_。11CO2资源化再生利用在解决环境和能源问题两个领域都极具重要意义。(1)CO2-CH4催化重整可得到合成气：。已知：该催化重整反应的H=_。某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_。反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。积碳反应：；消碳反应：。在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则从大到小的顺序为_。(2)在常压、Ru/TiO2催化下，CO2和H2的混合气体进行如下反应。反应一定时间，测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况如图所示(选择性：转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。反应I：反应II：_(填“大于”或“小于”)0。制取CH4所需的适宜温度是_。150至300，CO2的转化率随温度的升高而逐渐增大的原因是_。(3)文献报道，CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式为_。12煤的综合利用包括煤的干馏、气化、液化等。煤的气化用于生产各种气体燃料，有利于环境保护和提高煤的利用效率；煤的液化产品将替代目前的石油，最常见的液化方法是用煤生产，对优化终端能源结构具有重要的战略意义。(1)工业上可利用煤气化后的产物CO或来制备清洁液体燃料甲醇。已知：800时反应： 反应： 写出用与反应制备甲醇的热化学方程式：_。对于反应，在体积一定的密闭容器中按物质的量之比为12充入CO和，测得平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。据此判断：压强_(填“”、“”或“”，下同)；反应速率：(状态A)_(状态B)。对于反应，在体积一定的密闭容器中加入一定量的和进行反应。下列说法正确的是_。A若该反应在恒容、绝热容器中进行，当容器中压强保持不变时表明反应达到平衡状态B该反应达到平衡时，向平衡体系中充入一定量的氦气，平衡可能发生移动C恒温恒容条件下，若改变反应物的投入量，的值不发生变化D恒温恒容条件下，若投入气体的总量保持不变，设起始投料比，当或1/2时，的体积分数不变(2)煤干馏产物焦炭常用于冶炼工业。已知反应：；反应：，反应、的反应趋势与温度关系如图所示。对应反应是_；当温度低于983K时，过量焦炭的氧化产物以为_主。(3)燃煤烟道气常用溶液充分吸收得到溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。原理如图，写出电解时阳极的电极反应式_。13CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%50%。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。(1)研究表明CO2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。己知部分反应的热化学方程式如下：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) H1=a kJmol-1H2(g)+O2(g)=H2O(1) H2=b kJmol-1H2O(g)=H2O(l) H3=c kJmol-1则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H=_kJmol-1。(2)为研究CO2与CO之间的转化，让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)+CO2(g)=2CO(g) H，反应达平衡后，测得压强、温度对CO的体积分数(CO)%)的影响如图所示。回答下列问题：压强p1、p2、p3的大小关系是_；Ka、Kb、Kc为a、b、c三点对应的平衡常数，则其大小关系是_。900、1.0 MPa时，足量碳与a mol CO2反应达平衡后，CO2的转化率为_(保留三位有效数字)，该反应的平衡常数Kp=_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸，CO2(g)+CH4(g)=CH3COOH(g)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250300时，乙酸的生成速率降低的主要原因是_。14CO2制甲醇是极具前景的资源化研究领域。CO2制甲醇有多种方法，其中CO2催化加氢的主要反应是：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1=-49.4kJ/mo1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2kJ/mo1回答下列问题：(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H3=_kJ/mol。(2)已知反应的速率方程为v正=k正x(CO2)·x(H2)3，v逆=k逆x(CH3OH)x(H2O)，k正、k逆均为速率常数且只与温度有关，x为物质的量分数。其物质的量分数平衡常数Kx=_(以k正、k逆表示)(3)控制CO2和H2初始投料比为1：3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示：温度升高，CO产率上升的原因是_。在250以上，升高温度CO2的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是_。(4)300，在固定容积为1.0L的容器中初始投料2.0molCO2和3.2molH2，反应I达到平衡状态时，CO2的转化率为50%，甲醇的选择性为60%(参与反应的CO2中转化为甲醇的百分比)。则300时反应I的平衡常数K=_。(5)电催化还原二氧化碳制甲醇是新的研究热点。研究人员曾经用覆盖过渡金属的石墨为阴极，稀硫酸为电解质溶液，在阴极通入CO2制得甲醇。阴极的电极反应式为：_。研究人员用表面附着ZnO薄膜的Cu2O为电极，以电催化还原CO2制甲醇获得突破。附着ZnO薄膜的Cu2O电极的制作方法是：在一定条件下，Cu2O为阴极，电解Zn(NO3)2溶液，在阴极表面沉积ZnO，电极反应式为(请补充完整)：Zn2+2e-=_，_。研究发现：其他条件相同时，电解不同浓度的Zn(NO3)2溶液所得电极用于电催化制备甲醇产量的关系如图，其中最适宜制作电极的Zn(NO3)2溶液浓度是_mol/L。15近年来，全球丙烯需求快速增长，研究丙烷制丙烯有着重要的意义。相关反应有：C3H8在无氧条件下直接脱氢：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) H1 =+124 kJ·mol1逆水煤气变换：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯：C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) H3已知：CO和H2的燃烧热分别为 283.0 kJ·mol1、285.8 kJ·mol1；H2O(g)=H2O(l) H= 44 kJ·mol1请回答：(1)反应的H2=_kJ·mol1。(2)下列说法正确的是_A升高温度反应的平衡常数增大B选择合适的催化剂可以提高丙烷平衡转化率和丙烯选择性C反应能自发，则S0D恒温恒压下通入水蒸气有利于提高丙烷转化率(3)在不同压强下(0.1 MPa、0.01 MPa)，反应中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图所示，请计算556反应的平衡常数Kp=_(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)=p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。(4)反应须在高温下进行，但温度过高时易发生副反应，导致丙烯选择性降低，且高温将加剧催化剂表面积炭，导致催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯。请说明原因：_。(5)研究表明，二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机理如图所示。该工艺可以有效消除催化剂表面的积碳，维持催化剂活性，原因是_。 试卷第13页，总13页参考答案1D【详解】A总反应为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) S>0A项正确；B分解1 mol水时，过程断裂1 mol HO键吸收了463 kJ能量，B项正确；C分解1 mol水时，过程形成 mol HH，同时形成mol H2O2中OO键，放出了×(436+138)=287 kJ能量，C项正确；D过程反应为H2O2(l)=H2(g)+O2(g)，D项错误；答案选D。2B【分析】根据常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应，所有中和反应；绝大多数化合反应和铝热反应；常见的吸热反应有：绝大数分解反应，个别的化合反应(如C和CO2)，少数分解置换以及某些复分解(如铵盐和强碱)。【详解】A燃烧反应是放热反应，故A不符合题意；B大多数分解反应一般为吸热反应，碳酸钙受热分解是吸热反应，故B符合题意；C活泼金属与酸的反应为放热反应，则镁条溶于盐酸是放热反应，故C不符合题意；D钠与水反应是放热反应，故D不符合题意。答案选B。3D【详解】A该反应为化合反应，反应过程放出热量，故A错误；B活泼金属与酸的反应为放热反应，故B错误；C酸碱中和反应为放热反应，故C错误；D水的电解过程吸收大量能量，为吸热反应，故D正确；故选：D。4D【详解】A从图示可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，Br+H2HBr+H是个吸热过程，故A错误；B是否是吸热反应与是否需要加热无关，如氢氧化钡晶体和氯化铵反应是吸热反应，但不需要任何条件即可发生，故B错误；C从图示可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，故C错误；D升高温度时，正、逆反应速率都增大，故D正确；故选D。5AB【详解】A由图可知，过程中H2O与Hg2+形成配合物，水分子的氧原子具有孤对电子，可向Hg2+的空轨道提供孤对电子形成配位键，故A正确；B图中CH2=CHOH的能量最高，故其稳定性最弱，故B正确；C本反应历程中，虽然过程的能量变化最大，但该过程为放出能量的过程，过程需要吸收能量且需要的能量最大，即决定整个反应快慢的步骤为过程，故C错误；D催化剂不能改变反应的焓变，故D错误；故选AB。62，二甲基戊烷 【详解】(1)根据有机物的系统命名法可知，烃A(见图)的名称是2，二甲基戊烷，故答案为：2，二甲基戊烷；(2)由题干可知，气态燃料甲硅烷在足量的氧气中燃烧，生成固态二氧化硅和液态水，放出的热量，故1mol即32gSiH4完全燃烧放出的热量为：32×44.6kJ=1427.2kJ，故该反应的热化学方程式为：，故答案为：。7放热 极性键、非极性键 放热1283.2 1260 【详解】(1)由能量图可知反应物的能量高于生成物的能量，为放热反应，故答案为：放热；N2H4中含有N-N、H-N两种化学键，前者为非极性共价键，后者为极性共价键，故答案为：极性键、非极性键；由已知可得：N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g) ，1molN2H4中有4mol极性键，若该反应过程中N2H4中有8mol极性键发生断裂，则有2molN2H4反应，放出的热量为1283.2kJ，故答案为：1283.2；(2)氨气完全燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式为：4NH3(g)+3O2(1)=2N2(g)+6H2O(g) ，根据焓变=反应物的键能和-生成物的键能和，可得：=4×391+3×496-2×942-12×463=-1260，68g氨气恰好为4mol，燃烧放出的热量为1260kJ，故答案为：1260。8-566 958 > H2(g)+O2(g)=H2O(l) H=285.8kJ·mol-1 41.2 【详解】(1)CO(g)的燃烧焓为-283.0kJ·mol-1，即1molCO完全反应生成二氧化碳时放出的热量为283.0kJ，则2molCO完全燃烧放出的热量为566kJ，2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的焓变H1=-566kJ·mol-1，根据H=反应物的键能和-生成物的键能和，可知H1=2E(CO)+E(O=O)-4E(C=O)=2a+498-4×745=-566，解得：a=958；故答案为：-566；958；(2)相同条件下，石墨比金刚石稳定，可知金刚石的能量高于石墨，则1mol金刚石的燃烧放热大于1mol石墨燃烧放热，即大于393.5kJ，故答案为：>；(3)H2(g)的燃烧焓为-285.8kJ·mol-1，可得氢气燃烧的热化学方程式为：H2(g)+O2(g)=H2O(l) H3=285.8kJ·mol-1；结合CO的燃烧热的热化学方程式：CO(g)+O2(g)=CO2(g) H4=-283.0kJ·mol-1，H2O(l)=H2O(g) H5=+44.0kJ/mol反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)可由-得到，根据盖斯定律：H2=H4-H3-H5=-283.0kJ·mol-1-(285.8kJ·mol-1)-(+44.0kJ/mol)=41.2kJ/mol，故答案为：H2(g)+O2(g)=H2O(l) H=285.8kJ·mol-1；41.2。9放热 (E2-E1)kJ·mol-1 C CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H=+2akJ·mol-1 【详解】(1)由图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应；(2) A水蒸气与炭反应是吸热反应，C+H2OCO+H2，A不符合题意；B稀释浓度较稀的NaOH溶液时几乎没有热效应，稀释浓NaOH溶液时会放热，但该过程是物理变化，不是放热反应，B不符合题意；C铝粉与四氧化三铁反应属于铝热反应，是剧烈地放热反应，C符合题意；D灼热的炭与CO2反应是吸热反应，C+CO22CO；故选C；(3)热化学方程式的系数与H成正比，0.5molCH4(g)与0.5mol水蒸气完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收akJ热量，故1molCH4(g)与1mol水蒸气完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收2akJ热量，吸热反应H0，故热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H=+2akJ·mol-1。10放热 B 436 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+131.6 kJmol-1 【分析】由图可知H2(g)和O2(g)能量高于H2O(g)的能量，该反应是放热反应，结合H=反应物键能总和-生成物键能总和，以及热化学方程式书写原则分析解答。【详解】(1)由图可知H2(g)和O2(g)能量高于H2O(g)的能量，该反应是放热反应，故答案为：放热；(2)2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H0，H=反应物键能总和-生成物键能总和，在该反应中破坏2 mol H-H键、1 mol OO键，形成4 mol H-O键，H=2Q1+Q2-4Q30，则2Q1+Q24Q3，故答案为：B；(3)1 g H2(g)即0.5molH2(g)完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，其热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-484kJ/mol，设H2(g)中1 mol H-H键断裂时吸收热量为x kJ，则H= (2x+496)kJ-4×463kJ=-484kJ，解得：x=436，即H2(g)中1 mol H-H键断裂时吸收热量为436 kJ，故答案为：436； (4)6g碳的物质的量为0.5mol，与水蒸气反应生成CO、H2，吸收65.8kJ热量，则该反应的热化学方程式C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+131.6 kJmol-1，故答案为：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+131.6 kJmol-1。11247 pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2) 小于 330 温度升高，催化剂活性增强，反应速率加快，该温度范围内反应未达平衡，相同时间内转化率增大 CO2+6H2O+8e-=CH4+8OH- 【详解】(1)CO2-CH4催化重整可得到合成气：。已知：利用盖斯定律，将反应(+-×2)×(-1)得，该催化重整反应的H=-(-75-394+111×2)kJ/mol=247kJ/mol。某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，可建立如下三段式：其平衡常数为=。由沉积碳的生成速率方程v=(k为速率常数)可知，p(CH4)一定时，p(CO2)越小，v越大，反之，积碳越少，p(CO2)越大，由图中的积碳量，可得出从大到小的顺序为pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。答案为：247；pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)；(2)从图中可以看出，随着温度的不断升高，CH4的选择性减弱，则表明平衡逆向移动，从而得出小于0。从图中可以看出，330时，CO2的转化率最高，则制取CH4所需的适宜温度是330。330之后，反应才达到平衡，所以150至300，反应都未达平衡，温度高，催化剂的活性大，单位时间内的转化率大，所以CO2的转化率随温度的升高而逐渐增大的原因是：温度升高，催化剂活性增强，反应速率加快，该温度范围内反应未达平衡，相同时间内转化率增大。答案为：小于；330；温度升高，催化剂活性增强，反应速率加快，该温度范围内反应未达平衡，相同时间内转化率增大；(3)CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，则表明CO2在碱性溶液中得电子生成CH4等，此电极为正极，电极反应式为CO2+6H2O+8e-=CH4+8OH-。答案为：CO2+6H2O+8e-=CH4+8OH-。【点睛】书写电极反应式时，可先搭框架，即先写成：CO2+8e-CH4，然后按电荷守恒配平为：CO2+8e-CH4+8OH-，最后按质量守恒配平为：CO2+6H2O+8e-=CH4+8OH-。12 A、C、D 【详解】(1) 反应： 反应： ，由盖斯定律计算反应+反应得到用与反应制备甲醇的热化学方程式： ，故答案为： ；由300°C时， 增大压强，平衡正向移动，CH3OH的体积分数增大，所以，由A到B压强增加，温度升高，逆反应速率增加，反应速率：(状态A) (状态B)，故答案为：；A若该反应在恒容，绝热的容器中进行，当容器中压强保持不变时，温度不变表明反应达到平衡状态，故A正确；B该反应达到平衡时，向平衡体系中充入一定量的氦气，总压增大分压不变，平衡不发生移动，故B错误；C恒温恒容条件下，若改变反应物的投入量，平衡发生移动，但一定的化学反应H的值不发生变化，故C正确；D恒温恒容条件下，若投入气体总量保持不变，设起始投料比，当X = 2或1/2时，反应前后气体物质的量不变，达到相同平衡状态，H2O的体积分数不变，故D正确；故答案为：A、C、D；(2)反应的H<0、S>0，升高温度时自发进行的趋势增大，温度越高时G越小，则对应反应是，当温度低于983K时，主要发生反应：，则过量焦炭的氧化产物以CO2为主，故答案为：；CO2；(3) 阳极是失去电子被氧化生成，电极反应式为，故答案为：。133b-a-c p1p2p3 Ka=KbKc 66.7% 3.2 MPa 催化剂的催化效率降低 【详解】(1)已知：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) H1=a kJmol-1H2(g)+O2(g)=H2O(1) H2=b kJmol-1H2O(g)=H2O(l) H3=c kJmol-1则根据盖斯定律，将×3-，整理可得：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=(3b-a-c) kJ/mol；(2)反应C(s)+CO2(g)2CO(g)的正反应是气体体积增大的反应，在温度不变时，增大压强，化学平衡逆向移动，导致CO的体积分数减小。根据图象可知，在压强p1、p2、p3时CO的含量的大小关系是：p1p2p3，说明压强大小关系为：p1p2p3；对于确定的化学反应，化学平衡常数只与温度有关，而与压强无关。根据图象可知反应温度：a=bc，a、b两点温度相同，则Ka=Kb；在压强不变都是p3时，升高温度，CO的含量增大，说明升高温度，化学平衡正向移动，因此化学平衡常数增大KcKb，故a、b、c三点对应的平衡常数，则其大小关系是Ka=KbKc；根据图象可知：在温度为900，压强为1.0 MPa时，CO的含量是80%，足量碳与a mol CO2反应，假设CO2的转化率为x，则达平衡后，CO2的物质的量为n(CO2)=a(1-x)mol，n(CO)=2ax mol，则 ，解得x=66.7%，故达到平衡后CO2的转化率为66.7%； 根据上述计算可知，反应达到平衡后CO2的转化率为，平衡时n(CO2)=mol；n(CO)=2×a mol=mol，在容器的容积不变时，气体的物质的量的比等于压强之比，则平衡时各种气体的分压p(CO2)=；p(CO)=，故该反应的平衡常数Kp= ；(3)温度升高，化学反应速率加快，导致乙酸生成速率加快。在温度为250 300时，催化剂的催化效率降低，所以乙酸的生成速率降低。1490.6 温度升高，反应的平衡向正反应方向移动，反应的平衡向逆反应方向移动，使c(CO2)和c(H2)的浓度增大，进一步促进反应的平衡向正反应方向移动，CO产率上升 250以上，温度升高，反应的平衡向逆反应方向移动，反应的平衡向正反应方向移动，但温度对反应的平衡影响更大 0.60 CO2+6H+6e-=CH3OH+H2O Zn2+2e-=ZnO+ 0.05 【详解】(1)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1=-49.4kJ/mo1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2kJ/mo1利用盖斯定律，将反应-反应，即得CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H3=-49.4kJ/mo1-41.2kJ/mo1=90.6kJ/mol。答案为：90.6；(2)反应达平衡时，v正= v逆，即k正x(CO2)·x(H2)3=k逆x(CH3OH)x(H2O)，其物质的量分数平衡常数Kx=。答案为：；(3)对于两个平衡体系，温度升高，反应逆向移动，反应正向移动，则CO产率上升的原因是：温度升高，反应的平衡向正反应方向移动，反应的平衡向逆反应方向移动，使c(CO2)和c(H2)的浓度增大，进一步促进反应的平衡向正反应方向移动，CO产率上升。在250以上，升高温度，反应逆向移动，则甲醇的产率降低，反应正向移动，且应占主导地位，所以CO2的转化率增大，但原因是250以上，温度升高，反应的平衡向逆反应方向移动，反应的平衡向正反应方向移动，但温度对反应的平衡影响更大。答案为：温度升高，反应的平衡向正反应方向移动，反应的平衡向逆反应方向移动，使c(CO2)和c(H2)的浓度增大，进一步促进反应的平衡向正反应方向移动，CO产率上升；250以上，温度升高，反应的平衡向逆反应方向移动，反应的平衡向正反应方向移动，但温度对反应的平衡影响更大；(4)300，在固定容积为1.0L的容器中初始投料2.0molCO2和3.2molH2，反应I达到平衡状态时，CO2的转化率为50%，甲醇的选择性为60%，则反应中CO2的变化量为2mol×50%(1-60%)=0.4mol。可建立如下三段式：则300时反应I的平衡常数K=0.60。答案为：0.60；(5)用覆盖过渡金属的石墨为阴极，稀硫酸为电解质溶液，在阴极通入CO2得电子产物与H+反应制得甲醇等，则阴极的电极反应式为：CO2+6H+6e-=CH3OH+H2O。在一定条件下，Cu2O为阴极，电解Zn(NO3)2溶液，在阴极表面，Zn2+与得电子产物作用生成ZnO，同时生成，电极反应式为：Zn2+2e-= ZnO+。从图中可以看出，Zn(NO3)2溶液的浓度越大，甲醇的产量越高，所以最适宜制作电极的Zn(NO3)2溶液浓度是0.05mol/L。答案为：CO2+6H+6e-=CH3OH+H2O；Zn2+2e-=ZnO+；0.05。【点睛】计算平衡常数时，我们切莫忽视反应引起的溶液中CO2、H2、H2O(g)浓度的变化。1541.2 AD 0.0125 MPa CO2能与H2发生反应使反应平衡正移，提高丙烯产率 CO2+C=2CO，可以消除催化剂表面的积炭 【详解】(1)已知：CO和H2的燃烧热分别为 283.0 kJ·mol1、285.8 kJ·mol1，可得CO(g)+O2(g)=CO2(g) H= 283.0 kJ·mol1H2(g)+O2(g)=H2O(l) H= 285.8 kJ·mol1H2O(g)=H2O(l) H= 44 kJ·mol1根据盖斯定律，将-，整理可得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2 kJ/mol；(2)A反应I的正反应是吸热反应，升高温度，反应的化学平衡正向移动，使其化学平衡常数增大，A正确；B选择合适的催化剂只能改变反应速率，但不能使化学平衡发生移动，因此不能提高丙烷平衡转化率，B错误；C根据(1)计算可知反应热化学方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2 kJ/mol，该反应的正反应是吸热反应，反应不能自发，C错误；D该反应的正反应是气体体积增大的反应，在恒温恒压下通入水蒸气，体系的体积增大，化学平衡正向移动，因此有利于提高丙烷转化率，D正确；故合理选项是AD；(3)对于反应：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) H1 =+124 kJ·mol1，该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应，在温度不变时，增大压强，化学平衡逆向移动，C3H8的转化率降低，C3H6含量降低，所以最上边斜线表示的是压强为0.1 MPa的C3H8的转化，下边斜线表示的是0.01 MPa的C3H8的转化。若压强在压强为0.1 MPa，温度为556时，假设丙烷的物质的量是1 mol，反应消耗物质的量是x，根据图象可知丙烷在A点的物质的量分数50%，则平衡时各种气体的物质的量分别是n(C3H8)=(1-x)mol，n(C3H6)=n(H2)=x mol，由于C3H8的含量是50%，则，解得x=，气体总物质的量n(气)=1+=，所以此时的平衡常数Kp=0.0125MPa；(4)反应须在高温下进行，但温度过高时易发生副反应，会导致丙烯选择性降低，且高温将加剧催化剂表面积炭，导致催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯，这是由于CO2能与H2发生反应，使反应平衡正向移动，从而可提高丙烯产率；(5)(i)反应为3C3H8+2CrO3=3C3H6+3H2O+Cr2O3；(ii)反应为Cr2O3+3CO2=2CrO3+3CO，总反应方程式为：C3H8(g)+CO2(g)=C3H6(g)+H2O(g)+CO(g)。该工艺可以有效消除催化剂表面的积碳，维持催化剂活性，这是由于C能够与CO2反应会产生CO，使C脱离催化剂表面，从而可以消除催化剂表面的积炭。答案第11页，总12页