研究表明豐富的CO2完全可以作為新碳源，解決當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的碳源(石油和天然氣)到本世紀(jì)中葉將枯竭的危機(jī)，同時又可緩解由CO2累積所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)CO2的良性循環(huán)。
（1）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2和H2在230℃催化劑條件下轉(zhuǎn)化生成甲醇蒸汽和水蒸氣。下圖表示恒壓容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時的能量變化示意圖。

①寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                      。
②能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是    。
a．容器中壓強(qiáng)不變         b．H2的體積分?jǐn)?shù)不變
c．c(H2)=3c(CH3OH)        d．容器中密度不變
e．2個C＝O斷裂的同時有6個H－H斷裂。
（2）人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2和H2O制備化學(xué)原料．下圖是通過人工光合作用制備HCOOH原理的示意圖。根據(jù)要求回答問題：

①該過程是將           轉(zhuǎn)化為           。(以上兩空選填“電能”“太陽能”“化學(xué)能”)
②催化劑b表面的電極反應(yīng)方程式為                                     。
（3）某國科研人員提出了使用氫氣和汽油（汽油化學(xué)式用C8H18表示）混合燃料的方案，以解決汽車CO2的排放問題。該方案主要利用儲氫材料CaH2產(chǎn)生H2和用汽油箱貯存汽油供發(fā)動機(jī)使用，儲氫系統(tǒng)又捕集汽油燃燒產(chǎn)生的CO2，該系統(tǒng)反應(yīng)如下圖所示：

解決如下問題：
①寫出CaH2的電子式                     。
②反應(yīng)1中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是：             。
③如該系統(tǒng)反應(yīng)均進(jìn)行完全，試寫出該系統(tǒng)總反應(yīng)的化學(xué)方程式                。


（1）①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H =－49 kJ·mol-1(3分))②bd (2分，多選錯選0分，漏選1個給1分)
（2）①太陽能 化學(xué)能(各1分)   ②CO2+2e－+2H+=HCOOH(2分)
（3）①(2分)
②2：1  (2分)   ③16CaH2+ 2C8H18+41O2=16CaCO3+34 H2O(2分)

解析試題分析：（1）①由所給能量變化示意圖可知，1mol CO2和3molH2轉(zhuǎn)化率達(dá)100%時放出熱量49kJ，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H =－49 kJ·mol-1
②a、該反應(yīng)是在恒壓容器中進(jìn)行，所以壓強(qiáng)始終不變，不能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，錯誤；b、達(dá)平衡時，各物質(zhì)的含量都不再改變，氫氣的體積分?jǐn)?shù)恒定，可以判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，正確c、平衡時，氫氣和甲醇的濃度不一定具備化學(xué)計量數(shù)的比例關(guān)系，不能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，錯誤；d、由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量改變的反應(yīng)，當(dāng)壓強(qiáng)不變時，容器體積在減小，密度增大，當(dāng)平衡時氣體密度不再增大，保持不變，能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，正確；e、反應(yīng)的任何狀態(tài)時都有2個C＝O斷裂的同時有6個H－H斷裂，不能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，錯誤，答案選bd；
（2）①該圖是利用太陽能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為HCOOH，所以是把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；②根據(jù)電子的流動方向，催化劑b相當(dāng)于原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，所以發(fā)生的反應(yīng)為CO2+2e－+2H+=HCOOH；
（3）①CaH2是離子化合物，其電子式為；
②反應(yīng)1是CaH2與H2O反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，反應(yīng)中CaH2作還原劑，水作氧化劑，可寫出發(fā)生的化學(xué)方程式CaH2+2H2O=Ca(OH)2+H2↑，所以氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是2:1；
③由反應(yīng)的流程圖可知，最終產(chǎn)物是CaCO3、H2O。反應(yīng)1生成的氫氣與氧氣反應(yīng)生成水，汽油與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水，其中二氧化碳用于和反應(yīng)1產(chǎn)生的氫氧化鈣的反應(yīng)，將發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式疊加，消去中間產(chǎn)物二氧化碳、氫氣、氫氧化鈣，最后的產(chǎn)物只有水和碳酸鈣，所以總反應(yīng)方程式為16CaH2+ 2C8H18+41O2=16CaCO3+34H2O。
考點(diǎn)：考查熱化學(xué)方程式、電子式、電極反應(yīng)式的書寫，化學(xué)平衡的判斷，能量轉(zhuǎn)化的判斷，方程式疊加法的應(yīng)用

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（16分）汽車尾氣是城市空氣的主要污染物之一，其主要有害成分是CO、氮氧化物（NOx）等。
（1）NOx產(chǎn)生的原因之一是汽車發(fā)動機(jī)工作時引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化值如右圖所示，

則：N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H=　　  。
（2）汽車尾氣中CO、NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。某研究小組在實(shí)驗室用某新型催化劑對CO、NO催化轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究，測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度、CO混存量的變化情況如下圖一。

① NO與CO混存時，相互反應(yīng)的化學(xué)方程式為                              。
② 1000K，n(NO)/n(CO)=5:4時，NO的轉(zhuǎn)化率為75%，則CO的轉(zhuǎn)化率約為       。
③ 由于n(NO)/n(CO)在實(shí)際過程中是不斷變化的，保證NO轉(zhuǎn)化率較高的措施是將溫度大約控制在              K之間。
（3）汽車尾氣中NOx有望通過燃料電池實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。已經(jīng)有人以 NO2、O2和熔融NaNO3制成了燃料電池，其原理如圖二。
① 圖中石墨Ⅱ為電池的             極。
② 在該電池使用過程中，石墨I(xiàn)電極上的產(chǎn)物是氧化物Y，其電極反應(yīng)式為      。
（4）甲醇也可用于燃料電池。工業(yè)上采用反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0合成甲醇。
① 在恒容密閉反應(yīng)器中，H2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)
系如圖三所示，則A、B、C三點(diǎn)處對應(yīng)平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的
大小關(guān)系為        。

② 某高溫下，將6molCO2和8molH2充入2L密閉容器中發(fā)生
反應(yīng)，達(dá)到平衡后測得c(CO2)=2.0mol·L-1，則該溫度下反應(yīng)的平
衡常數(shù)值為      。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

化學(xué)反應(yīng)原理對于工業(yè)生產(chǎn)和科研有重要意義
I、下列三個化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)（K1、K2、K3）與溫度的關(guān)系分別如下表所示：

化學(xué)反應(yīng)
平衡常數(shù)
溫度
973 K
1173 K
①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)
K1
1．47
2．15
②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)
K2
2．38
1．67
③CO(g) ＋H2O(g)CO2(g) ＋H2(g)
K3
？
？
 
請回答：
（1）反應(yīng)①是       （填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。
（2）據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3＝__________(用K1、K2表示)。
（3）要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向逆反應(yīng)方向移動，可采取的措施有 _____(填寫字母序號)。
A．縮小反應(yīng)容器的容積
B．?dāng)U大反應(yīng)容器的容積
C．升高溫度
D．使用合適的催化劑
E．設(shè)法減小平衡體系中的CO的濃度
（4）若反應(yīng)③的逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示：

①可見反應(yīng)在t1、t3、t7時都達(dá)到了平衡，而t2、t8時都改變了一種條件，試判斷改變的是什么條件：t2時__________________； t8時__________________。
②若t4時降壓， t6時增大反應(yīng)物的濃度，請在圖中畫出t4～t6時逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系線。
II、（5）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離去除CO2，還要求提供充足的O2．某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO2＝2CO+O2，CO可用作燃料．已知該裝置的陽極反應(yīng)為：4OH--4e-＝O2↑+2H2O，則陰極反應(yīng)為                        。
（6）某空間站能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的局部如圖所示，其中的燃料電池采用KOH溶液作電解液。

如果某段時間內(nèi)，氫氧儲罐中共收集到33．6L氣體（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），則該段時間內(nèi)水電解系統(tǒng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為            mol。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

已知反應(yīng)①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)　ΔH=akJ·mol-1,平衡常數(shù)為K;
反應(yīng)②CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)　ΔH=bkJ·mol-1;
反應(yīng)③Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH=ckJ·mol-1。測得在不同溫度下,K值如下:

溫度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
 
(1)若500 ℃時進(jìn)行反應(yīng)①,CO2的起始濃度為2 mol·L-1,CO的平衡濃度為　　　　。 
(2)反應(yīng)①為　　　　(選填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 
(3)700 ℃時反應(yīng)①達(dá)到平衡狀態(tài),要使該平衡向右移動,其他條件不變時,可以采取的措施有　　　　(填序號)。 
A.縮小反應(yīng)器體積  B.通入CO2
C.溫度升高到900 ℃   D.使用合適的催化劑
E.增加Fe的量
(4)下列圖像符合反應(yīng)①的是　　　　(填序號)(圖中v為速率,φ為混合物中CO含量,T為溫度且T1>T2)。 

(5)由反應(yīng)①和②可求得,反應(yīng)2Fe(s)+O2(g)2FeO(s)的ΔH=　　　　。 
(6)請運(yùn)用蓋斯定律寫出Fe(固體)被O2(氣體)氧化得到Fe2O3(固體)的熱化學(xué)方程式:　                                             。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

(1)1.00 L 1.00 mol·L－1 H2SO4溶液與2.00 L 1.00 mol·L－1 NaOH溶液完全反應(yīng)，放出114.6 kJ熱量，表示生成1 mol H2O的熱化學(xué)方程式為_________________________
(2)在25 ℃、101 kPa時，1.00 g C6H6(l)燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出41.8 kJ的熱量，C6H6的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為____________kJ·mol－1，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______________________________________________

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

乙醇汽油含氧量達(dá)35%,使燃料燃燒更加充分,使用車用乙醇汽油，尾氣排放的CO和碳?xì)浠衔锲骄鶞p少30%以上,有效的降低和減少了有害的尾氣排放。但是汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，對NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。NOx排入空氣中，形成酸雨，造成空氣污染。NOx中有一種紅棕色氣體，其溶于水的方程式是       。
（2）已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和。

物質(zhì)
NO2
N2O4
化學(xué)鍵
    N＝O
N—N
 N＝O
鍵能（kJ/mol）
466
167
438
 
寫出NO2轉(zhuǎn)化N2O4的熱化學(xué)方程式       。
（3）研究人員在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化劑，可有效降低NOx的排放。
① 寫出用CO還原NO生成N2的化學(xué)方程式       。
② 在實(shí)驗室中模仿此反應(yīng)，在一定條件下的密閉容器中，測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況和n (NO)/n(CO)比例變化情況如下圖。

為達(dá)到NO轉(zhuǎn)化為N2的最佳轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該選用的溫度和n(NO)/n(CO)比例分別為       、       ；該反應(yīng)的?H       0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）用 CxHy(烴)催化還原NOx也可消除氮氧化物生成無污染的物質(zhì)。CH4與NO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為       。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變，并采取相應(yīng)措施。化學(xué)反應(yīng)的焓變通常用實(shí)驗進(jìn)行測定，也可進(jìn)行理論推算。
(1)實(shí)驗測得，1 g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水釋放出22.7 kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式__________________________________
(2)已知反應(yīng)CH3—CH3(g)―→CH2=CH2(g)＋H2(g)，有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下。

化學(xué)鍵
C—H
C=C
C—C
H—H
鍵能/kJ·mol－1
414.4
615.3
347.4
435.3
 
試計算該反應(yīng)的反應(yīng)熱___________________________
(3)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實(shí)驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行理論推算。試依據(jù)下列熱化學(xué)方程式，計算反應(yīng)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的焓變ΔH＝________。
①CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－870.3 kJ·mol－1
②C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
③H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)
ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注，下表為制取Cu2O的三種方法：

方法Ⅰ
用炭粉在高溫條件下還原CuO
方法Ⅱ
電解法，反應(yīng)為2Cu + H2O  Cu2O + H2↑。
方法Ⅲ
用肼（N2H4）還原新制Cu(OH)2
 
（1）工業(yè)上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ，其原因是反應(yīng)條件不易控制，若控溫不當(dāng)易生成          而使Cu2O產(chǎn)率降低。
（2）已知：2Cu(s)＋1/2O2(g)=Cu2O(s)   △H = -akJ·mol-1
C(s)＋1/2O2(g)=CO(g)      △H = -bkJ·mol-1
Cu(s)＋1/2O2(g)=CuO(s)    △H = -ckJ·mol-1
則方法Ⅰ發(fā)生的反應(yīng)：2CuO(s)＋C(s)= Cu2O(s)＋CO(g)；△H =      kJ·mol-1。
（3）方法Ⅱ采用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度而制備納米Cu2O，裝置如圖所示,該電池的陽極生成Cu2O反應(yīng)式為                                        。

（4）方法Ⅲ為加熱條件下用液態(tài)肼（N2H4）還原新制Cu(OH)2來制備納米級Cu2O，同時放出N2。該制法的化學(xué)方程式為             。
（5）在相同的密閉容器中，用以上兩種方法制得的Cu2O分別進(jìn)行催化分解水的實(shí)驗：
   △H >0
水蒸氣的濃度（mol/L）隨時間t(min)變化如下表所示。
序號
溫度
0
10
20
30
40
50
①
T1
0.050
0.0492
0.0486
0.0482
0.0480
0.0480
②
T1
0.050
0.0488
0.0484
0.0480
0.0480
0.0480
③
T2
0.10
0.094
0.090
0.090
0.090
0.090
 
下列敘述正確的是         （填字母代號）。
A．實(shí)驗的溫度:T2<T1
B．實(shí)驗①前20 min的平均反應(yīng)速率 v(O2)=7×10-5 mol·L-1 min-1  
C．實(shí)驗②比實(shí)驗①所用的催化劑催化效率高

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

真空碳熱還原—氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁,其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g)　ΔH="a" kJ·mol-1
3AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g)　ΔH="b" kJ·mol-1
反應(yīng)Al2O3(s) +3C(s)2Al(l)+3CO(g)的ΔH=　　　　 kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示)。 

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