CH4、H2、C都是優質的能源物質，它們燃燒的熱化學方程式為：
①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，
③C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1。
(1)在深海中存在一種甲烷細菌，它們依靠酶使甲烷與O2作用產生的能量存活，甲烷細菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態水，放出的能量________(填“＞”“＜”或“＝”)890.3 kJ。
(2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4＋CO2=2CO＋2H2，1 g CH4完全反應可釋放15.46 kJ的熱量，則：
①下圖能表示該反應過程中能量變化的是________(填字母)。
②若將物質的量均為1 mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中，體系放出的熱量隨著時間的變化如圖所示，則CH4的轉化率為________。
(3)C(s)與H2(g)不反應，所以C(s)＋2H2(g)=CH4(g)的反應熱無法直接測量，但通過上述反應可求出，C(s)＋2H2(g)=CH4(g)的反應熱ΔH＝________。
(4)目前對于上述三種物質的研究是燃料研究的重點，下列關于上述三種物質的研究方向中可行的是________(填字母)。
| A．尋找優質催化劑，使CO2與H2O反應生成CH4與O2，并放出熱量 |
| B．尋找優質催化劑，在常溫常壓下使CO2分解生成碳與O2 |
| C．尋找優質催化劑，利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2) |
| D．將固態碳合成為C60，以C60作為燃料 |
同步輕松練習系列答案
課課通課程標準思維方法與能力訓練系列答案科目：高中化學 來源： 題型：填空題
中科院大氣研究所研究員張仁健課題組與同行合作，對北京地區PM2.5化學組成及來源的季節變化研究發現，北京PM2.5有6個重要來源，其中，汽車尾氣和燃煤分別占4%、18%
（1）用于凈化汽車尾氣的反應為：2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g)，已知該反應在570K時的平衡常數為1×1059，但反應速率極慢。下列說法正確的是：________
| A．裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或CO |
| B．提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度 |
| C．增大壓強，上述平衡右移，故實際操作中可通過增壓的方式提高其凈化效率 |
| D．提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑 |
Ni(CO)4(g)，鎳與CO反應會造成鎳催化劑中毒。為防止鎳催化劑中毒，工業上常用SO2除去CO，生成物為S和CO2。已知相關反應過程的能量變化如圖所示
2N2(g)+3H2O(g)△H＜0。為提高氮氧化物的轉化率可采取的措施是（任意填一種）____________________。
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科目：高中化學 來源： 題型：填空題
已知單質硫在通常條件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸氣狀態時，含有S2、S4、S6及S8等多種同素異形體，其中S4、S6和S8具有相似的結構特點，其結構如下圖所示：
在一定條件下，S8(s)和O2(g)發生反應依次轉化為SO2(g)和SO3(g)。反應過程和能量關系可用下圖簡單表示(圖中的ΔH表示生成1 mol產物的數據)。
（1）寫出表示S8燃燒熱的熱化學方程式___________________________________。
（2）寫出SO3分解生成SO2和O2的熱化學方程式_______________________________________________________________。
（3）化學上規定，拆開或形成1 mol化學鍵吸收或放出的能量稱為該化學鍵的鍵能，單位kJ·mol。若已知硫氧鍵的鍵能為d kJ·mol－1，氧氧鍵的鍵能為e kJ·mol－1，則S8分子中硫硫鍵的鍵能為____________________________________。
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科目：高中化學 來源： 題型：填空題
Ⅰ已知在常溫常壓下：①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g) △H=_1275．6kJ?mol-1
②H2O(l)═H2O(g) △H=+44．0kJ?mol-1寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式： 。
Ⅱ．甲醇可以與水蒸氣反應生成氫氣，反應方程式如下：
CH3OH(g) + H2O(g) 
CO2(g) + 3H2(g) ；△H>0
（1）一定條件下，向體積為2L的恒容密閉容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g)，20s后，測得混合氣體的壓強是反應前的1．2倍，則用甲醇表示該反應的速率為 。
（2）判斷⑴中可逆反應達到平衡狀態的依據是（填序號） 。
①v正(CH3OH) = 3v逆(H2) ②混合氣體的密度不變 ③混合氣體的平均相對分子質量不變 ④CH3OH、H2O、CO2、H2的濃度都不再發生變化 ⑤CO2和H2的濃度之比為1:3
（3）圖中P是可自由平行滑動的活塞，關閉K，在相同溫度時，向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g)，向B容器中充入1．2molCH3OH(g) 和2．4molH2O(g)，兩容器分別發生上述反應。 已知起始時容器A和B的體積均為aL，反應達到平衡時容器B的體積為1．5aL，容器B中CH3OH轉化率為 ；維持其他條件不變，若打開K一段時間后重新達到平衡，容器B的體積為 L（連通管中氣體體積忽略不計，且不考慮溫度的影響）。
Ⅲ．如圖甲、乙是電化學實驗裝置。請回答下列問題：
（1）若兩池中均盛放CuSO4溶液
①甲池中石墨棒上的電極反應式為____________________．
②如果起始時乙池盛有200mL CuSO4溶液，電解一段時間后溶液藍色變淺，若要使溶液恢復到電解前的狀態，需要向溶液中加入0．8g CuO，則其電解后的pH為 （忽略溶液體積的變化）。
（2）若甲池中盛放飽和NaCl溶液，則甲池中石墨棒上的電極反應式為__________________．
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科目：高中化學 來源： 題型：填空題
下圖是煤化工產業鏈的一部分,試運用所學知識,解決下列問題:
Ⅰ.已知該產業鏈中某反應的平衡常數表達式為:K=
,寫出它所對應反應的化學方程式:
。
Ⅱ.二甲醚(CH3OCH3)在未來可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用。工業上以CO和H2為原料生產CH3OCH3。工業制備二甲醚在催化反應室中(壓力2.0～10.0 MPa,溫度230～280 ℃)進行下列反應:
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
ΔH1="-90.7" kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH2="-23.5" kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH3="-41.2" kJ·mol-1
(1)寫出催化反應室中三個反應的總反應的熱化學方程式: 。
(2)在某溫度下,2 L密閉容器中發生反應①,起始時CO、H2的物質的量分別為2 mol和6 mol,3 min后達到平衡,測得CO的轉化率為60%,則3 min內CO的平均反應速率為 。若同樣條件下起始時CO物質的量為4 mol,達到平衡后CH3OH為2.4 mol,則起始時H2為 mol。
(3)下列有關反應③的說法正確的是 。
A.在體積可變的密閉容器中,在反應③達到平衡后,若加壓,則平衡不移動、混合氣體平均相對分子質量不變、混合氣體密度不變
B.若830 ℃時反應③的K=1.0,則在催化反應室中反應③的K＞1.0
C.某溫度下,若向已達平衡的反應③中加入等物質的量的CO和H2O(g),則平衡右移、平衡常數變大
(4)為了尋找合適的反應溫度,研究者進行了一系列實驗,每次實驗保持原料氣組成、壓強、反應時間等因素不變,實驗結果如圖,
則CO轉化率隨溫度變化的規律是 。
其原因是 。
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科目：高中化學 來源： 題型：填空題
能源的開發利用與人類社會的可持續發展息息相關。
Ⅰ.已知：Fe2O3（s）＋3C（s）=2Fe（s）＋3CO（g）
ΔH1＝a kJ·mol－1
CO（g）＋
O2（g）=CO2（g） ΔH2＝b kJ·mol－1
4Fe（s）＋3O2（g）=2Fe2O3（s） ΔH3＝c kJ·mol－1
則C的燃燒熱ΔH＝________ kJ·mol－1。
Ⅱ.（1）依據原電池的構成原理，下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是________（填序號）。
A．C（s）＋CO2（g）=2CO（g）
B．NaOH（aq）＋HCl（aq）=NaCl（aq）＋H2O（l）
C．2H2O（l）=2H2（g）＋O2（g）
D．2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）
若以熔融的K2CO3與CO2為反應的環境，依據所選反應設計成一個原電池，請寫出該原電池的負極反應：____________________________________________________________。
（2）某實驗小組模擬工業合成氨反應N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，開始他們將N2和H2混合氣體20 mol（體積比1∶1）充入5 L合成塔中，反應前壓強為p0，反應過程中壓強用p表示，反應過程中
與時間t的關系如圖所示。
請回答下列問題：
①反應達平衡的標志是（填字母代號）________。
A．壓強保持不變
B．氣體密度保持不變
C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②0～2 min內，以c（N2）變化表示的平均反應速率為________。
③欲提高N2的轉化率，可采取的措施有________。
A．向體系中按體積比1∶1再充入N2和H2
B．分離出NH3
C．升高溫度
D．充入氦氣使壓強增大
E．加入一定量的N2
（3）25 ℃時，BaCO3和BaSO4的溶度積常數分別是8×10－9和1×10－10，某含有BaCO3沉淀的懸濁液中，c（CO32-）＝0.2 mol·L－1，如果加入等體積的Na2SO4溶液，若要產生BaSO4沉淀，加入Na2SO4溶液的物質的量濃度最小是________ mol·L－1。
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科目：高中化學 來源： 題型：填空題
中國政府承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。
（1）有效減碳的手段之一是節能,下列制氫方法最節能的是 。
A.電解水制氫:2H2O
2H2↑+O2↑
B.高溫使水分解制氫:2H2O
2H2↑+O2↑
C.太陽光催化分解水制氫:2H2O
2H2↑+O2↑
D.天然氣制氫:CH4+H2O
CO+3H2
（2）CO2可轉化成有機物實現碳循環。在體積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下反應:CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g） ΔH="-49.0" kJ/mol,測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示。
①從3 min到9 min,v（H2）= mol/（L·min）。
②能說明上述反應達到平衡狀態的是 （填編號）。
A.反應中CO2與CH3OH的物質的量濃度之比為1∶1（即圖中交叉點）
B.混合氣體的密度不隨時間的變化而變化
C.單位時間內消耗3 mol H2,同時生成1 mol H2O
D.CO2的體積分數在混合氣體中保持不變
（3）工業上,CH3OH也可由CO和H2合成。參考合成反應CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）的平衡常數:
| 溫度/℃ | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 |
| 平衡常數 | 667 | 13 | 1.9×1 | 2.4×1 | 1×1 |
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科目：高中化學 來源： 題型：填空題
(1)甲醇是一種重要的化工產品，可利用甲醇催化脫氫制備甲醛。甲醛與氣態甲醇轉化的能量關系如圖所示。
反應過程中的能量關系
①甲醇催化脫氫轉化為甲醛的反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應。
②過程Ⅰ與過程Ⅱ的反應熱是否相同？____________原因是__________________________________。
③寫出甲醇催化脫氫轉化為甲醛的熱化學反應方程式________________________________。
(2)已知：①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋
O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
下列說法正確的是________。
| A．CH3OH轉變成H2的過程一定要吸收能量 |
| B．①反應中，反應物的總能量高于生成物的總能量 |
| C．根據②推知反應：CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)的ΔH＞－192.9 kJ·mol－1 |
| D．反應②的能量變化如圖所示 |
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科目：高中化學 來源： 題型：填空題
能源的開發、利用與人類社會的可持續發展息息相關，充分利用好能源是擺在人類面前的重大課題。
Ⅰ．已知：①Fe2O3(s)＋3C(石墨)＝2Fe(s)＋3CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1
②CO(g)＋l/2O2(g)＝CO2(g) ΔH＝b kJ·mol－1
③C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝c kJ·mol－1
則反應4Fe(s)＋3O2(g)＝2Fe2O3(s)的焓變ΔH＝ kJ·mol－1。
Ⅱ．依據原電池的構成原理，下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是 （填序號)。
A．C(s)＋CO2(g)＝2CO(g) ΔH＞0 B．NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＜0
C．2H2O(l)＝2H2(g)＋O2(g) ΔH＞0 D．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＜0
若以稀硫酸為電解質溶液，則該原電池的正極反應式為 。
Ⅲ．氫氣作為一種綠色能源，對于人類的生存與發展具有十分重要的意義。
（1）實驗測得，在通常情況下，1 g H2完全燃燒生成液態水，放出142.9 kJ熱量。則H2燃燒的熱化學方程式為 。
（2）用氫氣合成氨的熱化學方程式為N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1
①一定條件下，下列敘述可以說明該反應已達平衡狀態的是 。
A．υ正(N2)＝υ逆(NH3)
B．各物質的物質的量相等
C．混合氣體的物質的量不再變化
D．混合氣體的密度不再變化
②下圖表示合成氨反應達到平衡后，每次只改變溫度、壓強、催化劑中的某一條件，反應速率υ與時間t的關系。其中表示平衡混合物中的NH3的含量最高的一段時間是 。圖中t3時改變的條件可能是 。
③溫度為T℃時，將4a mol H2和2a mol N2放入0.5 L密閉容器中，充分反應后測得N2的轉化率為50%，則反應的平衡常數為 。
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