题目内容
已知化学能与其他形式的能可以相互转化。填写下表的空白:
| 化学反应方程式(例子) | 能量转化形式 |
| ① | 由化学能转化为热能 |
②Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O | |
③CaCO3 CaO+CO2↑ | |
上述反应中属于氧化还原反应的是(填序号) 。
①2H2+O2
2H2O(答案合理即可) ②放电由化学能转化为电能,充电由电能转化为化学能 ③由热能转化为化学能 ①②(每空2分)
解析
化学反应原理对于工业生产和科研有重要意义
I、下列三个化学反应的平衡常数（K1、K2、K3）与温度的关系分别如下表所示：
| 化学反应 | 平衡常数 | 温度 | |
| 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 | ？ | ？ |
请回答：
（1）反应①是 （填“吸热”或“放热”）反应。
（2）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝__________(用K1、K2表示)。
（3）要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动，可采取的措施有 _____(填写字母序号)。
A．缩小反应容器的容积
B．扩大反应容器的容积
C．升高温度
D．使用合适的催化剂
E．设法减小平衡体系中的CO的浓度
（4）若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示：
①可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而t2、t8时都改变了一种条件，试判断改变的是什么条件：t2时__________________； t8时__________________。
②若t4时降压， t6时增大反应物的浓度，请在图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系线。
II、（5）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2．某种电化学装置可实现如下转化：2CO2＝2CO+O2，CO可用作燃料．已知该装置的阳极反应为：4OH--4e-＝O2↑+2H2O，则阴极反应为 。
（6）某空间站能量转化系统的局部如图所示，其中的燃料电池采用KOH溶液作电解液。
如果某段时间内，氢氧储罐中共收集到33．6L气体（已折算成标准状况），则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为 mol。
为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。
(1)实验测得，1 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出22.7 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式__________________________________
(2)已知反应CH3—CH3(g)―→CH2=CH2(g)＋H2(g)，有关化学键的键能如下。
| 化学键 | C—H | C=C | C—C | H—H |
| 键能/kJ·mol－1 | 414.4 | 615.3 | 347.4 | 435.3 |
试计算该反应的反应热___________________________
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行理论推算。试依据下列热化学方程式，计算反应2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的焓变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
捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：
反应Ⅰ：2NH3 (l)+ H2O (l)+ CO2 (g)
(NH4)2CO3 (aq) △H1
反应Ⅱ：NH3 (l)+ H2O (l)+ CO2 (g)NH4HCO3 (aq) △H2
反应Ⅲ：(NH4)2CO3 (aq) + H2O (l)+ CO2 (g)2NH4HCO3 (aq) △H3
请回答下列问题：
（1）△H1与△H2、△H3之间的关系是：△H3= 。
（2）为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2气体效率的影响，在温度为T1、T2、T3、T4、T5的条件下，将等体积等浓度的(NH4)2CO3溶液分别置于等体积的密闭容器中，并充入等量的CO2气体，经过相同时间测得容器中CO2气体的浓度，得趋势图（下图1）。则：
①△H3______0 (填“＞”、“=”或“＜”)。
②温度高于T3，不利于CO2的捕获，原因是 。
③反应Ⅲ在温度为K1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如下图2所示。当时间到达t1时，将该反应体系温度迅速上升到K2，并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化趋势曲线。
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（3）利用反应Ⅲ捕获CO2，在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有（写出1个） 。
（4）下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是 。
A．NH4Cl B．Na2CO3 C．HOCH2CH2OH D．HOCH2CH2NH2
，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：利用氮气、氢气在一定条件下生成氨气这一可逆反应来合成氨，是一个重要的化工反应。常用来生产液氨和氨水。
完成下列填空：
（1）如图表示合成氨时生成1mol生成物时的能量变化，E的单位为kJ。请写出合成氨的热化学方程式____________________。
（热量用E1、E2或E3表示）。该图中的实线与虚线部分是什么反应条件发生了变化？
（2）在一定温度下，若将4a mol H2和2amol N2放入VL的密闭容器中，5分钟后测得N2的转化率为50%，则该段时间用H2表示的反应速率为__________摩尔/(升?秒)。若此时再向该容器中投入a mol H2、amol N2和2amol NH3，判断平衡移动的方向是_____（填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”）
（3）液氨和水类似，也能电离：2NH3
NH4++ NH2－，某温度时，其离子积K=2×l0-30。该温度下：①将少量NH4Cl固体加入液氨中，K____________2×10-30（填“＜”、“＞”或“=”）；②将少量金属钠投入液氨中，完全反应后所得溶液中各微粒的浓度大小关系为：_______
（4）工厂生产的氨水作肥料时需要稀释。用水稀释0．1mol/L稀氨水时，溶液中随着水量的增加而减少的是
| A．c(NH4+)/c(NH3?H2O) | B．c(NH3?H2O)/c(OH-) |
| C．c(H+)/c(NH4+) | D．c(OH-)/c(H+) |
纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的三种方法：
| 方法Ⅰ | 用炭粉在高温条件下还原CuO |
| 方法Ⅱ | 电解法，反应为2Cu + H2O  Cu2O + H2↑。 |
| 方法Ⅲ | 用肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2 |
（1）工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ，其原因是反应条件不易控制，若控温不当易生成 而使Cu2O产率降低。
（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
则方法Ⅰ发生的反应：2CuO(s)＋C(s)= Cu2O(s)＋CO(g)；△H = kJ·mol-1。
（3）方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示,该电池的阳极生成Cu2O反应式为 。
（4）方法Ⅲ为加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2。该制法的化学方程式为 。
（5）在相同的密闭容器中，用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验：
△H >0水蒸气的浓度（mol/L）随时间t(min)变化如下表所示。
| 序号 | 温度 | 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 |
下列叙述正确的是 （填字母代号）。
A．实验的温度:T2<T1
B．实验①前20 min的平均反应速率 v(O2)=7×10-5 mol·L-1 min-1
C．实验②比实验①所用的催化剂催化效率高
，则该有机物核磁共振氢谱有 个峰。
3AlCl(g)+3CO(g) ΔH="a" kJ·mol-1