2020年9月22日，中国向全世界宣布努力争取在2060年实现碳中和。这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和可以简单理解为
的排放总量和减少总量相当。的回收和综合利用成为碳中和重点研究课题。结合所学知识回答下列问题：
(1)下列措施有利于大气中减少的是___________ ；
a．植树造林，利用光合作用把转化为
b．大力推广使用干冰实现人工增雨，缓解旱情
c．减少化石燃料的使用，从源头上降低的排放
(2)研究发现可利用
与制备重要化工原料“合成气”(CO、
)，科学家提出制备“合成气”反应历程分两步：
反应①：
(慢反应)
反应②：
(快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图：
①与制备“合成气”的热化学方程式___________ ；②能量变化图中：
___________ 
(填“＞”“＜”或“=”)；
(3)利用铜基配合物1，10-phenanthroline-Cu催化剂电催化还原制备碳基燃料包括CO、烷烃和酸等)是减少在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之一，其装置原理如图所示。
阳极的电极反应式为___________ ，电池工作过程中，若右侧只产生1.5mol HCOOH时，通过质子交换膜的酸性电解质溶液
___________ mol。
的排放总量和减少总量相当。的回收和综合利用成为碳中和重点研究课题。结合所学知识回答下列问题：(1)下列措施有利于大气中
减少的是a．植树造林，利用光合作用把
转化为b．大力推广使用干冰实现人工增雨，缓解旱情
c．减少化石燃料的使用，从源头上降低
的排放(2)研究发现可利用
与制备重要化工原料“合成气”(CO、)，科学家提出制备“合成气”反应历程分两步：反应①：
(慢反应)反应②：
(快反应)上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图：
①
与制备“合成气”的热化学方程式(填“＞”“＜”或“=”)；(3)利用铜基配合物1，10-phenanthroline-Cu催化剂电催化
还原制备碳基燃料包括CO、烷烃和酸等)是减少在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之一，其装置原理如图所示。阳极的电极反应式为
更新时间：2021/12/04 10:37:16
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐1】利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应A：CO2＋H2O
CO＋H2＋O2
已知：
(1)反应Ⅱ是___________ 反应(填“吸热”或“放热”)，其原因是___________ 。
(2)反应A的热化学方程式是___________ 。反应A的平衡常数表达式为___________ 。
反应A：CO2＋H2O
CO＋H2＋O2已知：
(1)反应Ⅱ是
(2)反应A的热化学方程式是
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【推荐2】甲烷和水蒸气催化制氢主要存在如下两个反应：
①CH4(g)+ H2O (g)
CO(g)+3H2(g) △H= +206kJ•mol-1
②CO(g)+ H2O (g)CO2 (g)+H2(g) △H=-41kJ•mol-1
恒定压强为P0时，将n(CH4)：n(H2O)=1
：3的混合气体投入反应器中，平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。回答下列问题：
(1)写出CH4与CO2生成H2和CO的热化学方程式：___________ 。
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应，下列叙述正确的是___________ (填字母)。
(3)恒定压强为P0，投料比n(CH4)： n(H2O)=1 ：3时，从提高氢气产率角度考虑反应温度应控制在___________ ℃左右。
(4)600°C时，CH4的平衡转化率为___________ (保留2位有效数字)，反应①的平衡常数的计算式为Kp=___________ (Kp是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
①CH4(g)+ H2O (g)
CO(g)+3H2(g) △H= +206kJ•mol-1②CO(g)+ H2O (g)
CO2 (g)+H2(g) △H=-41kJ•mol-1恒定压强为P0时，将n(CH4)：n(H2O)=1
：3的混合气体投入反应器中，平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。回答下列问题：
(1)写出CH4与CO2生成H2和CO的热化学方程式：
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应，下列叙述正确的是___________ (填字母)。
| A．恒温、恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，反应速率加快 |
| B．恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数增大，反应速率加快 |
| C．升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快 |
| D．加入合适的催化剂，同时降低反应温度，相同时间内的转化率可能不变 |
(4)600°C时，CH4的平衡转化率为
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【推荐3】回答下列问题。
(1)用NH3可以消除氮氧化物的污染，已知：
反应Ⅰ：4NH3(g)＋3O2(g)
2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
反应Ⅱ：N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH2=b kJ·mol-1
反应Ⅲ：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1
则反应Ⅱ中的b=___________ (用含a、c的代数式表示)，反应Ⅲ中的ΔS___________ (填“>”“<”或“=”)0。
(2)已知：①2CO(g)＋SO2(g)S(l)＋2CO2(g) ΔH1=-37.0 kJ·mol-1
②2H2(g)＋SO2(g)S(l)＋2H2O(g) ΔH2=＋45.4 kJ·mol-1
③CO的燃烧热ΔH3=-283 kJ·mol-1，
请回答：
表示液态硫(S)的燃烧热的热化学方程式为___________ ；反应②中，正反应活化能E1___________ (填“>”“<”或“=”)ΔH2。
(3)若某温度下，CH3COOH(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-46.8 kJ·mol-1，H2SO4(aq)与NaOH(aq)的中和热为57.3 kJ·mol-1，则CH3COOH在水溶液中电离的反应热ΔH1=___________ 。
(4)已知：
则
＋H2(g) ΔH=___________ ；又知H2和苯乙烯的燃烧热ΔH分别为-290 kJ·mol-1和-4400 kJ·mol-1，则乙苯的燃烧热ΔH=___________ kJ·mol-1。
(1)用NH3可以消除氮氧化物的污染，已知：
反应Ⅰ：4NH3(g)＋3O2(g)
2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1反应Ⅱ：N2(g)＋O2(g)
2NO(g) ΔH2=b kJ·mol-1反应Ⅲ：4NH3(g)＋6NO(g)
5N2(g)＋6H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1则反应Ⅱ中的b=
(2)已知：①2CO(g)＋SO2(g)
S(l)＋2CO2(g) ΔH1=-37.0 kJ·mol-1②2H2(g)＋SO2(g)
S(l)＋2H2O(g) ΔH2=＋45.4 kJ·mol-1③CO的燃烧热ΔH3=-283 kJ·mol-1，
请回答：
表示液态硫(S)的燃烧热的热化学方程式为
(3)若某温度下，CH3COOH(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-46.8 kJ·mol-1，H2SO4(aq)与NaOH(aq)的中和热为57.3 kJ·mol-1，则CH3COOH在水溶液中电离的反应热ΔH1=
(4)已知：
| 化学键 | C—H | C—C | C=C | H—H |
| 键能/(kJ·mol-1) | 412 | 348 | 612 | 436 |
＋H2(g) ΔH=
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解题方法
【推荐1】过度排放会导致全球变暖，将捕集并转化为高附加值能源产品，可有效缓解环境问题。
Ⅰ.膜法分离烟气中的原理如图所示。
(1)吸收烟气中的过程中，A电极上发生的电极反应为_______ 。
Ⅱ.甲烷催化二氧化碳重整制合成气过程中主要发生反应的热化学方程式为：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
(2)常压下，将等物质的量和以一定流速通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和水蒸气的流量随温度变化如图所示。
①反应Ⅱ在一定温度下能够发生的原因可能是_______ 。
②温度低于873K时，水蒸气的流出量随温度升高而增大的原因是_______ 。
③在873~1200K间，反应Ⅱ和反应Ⅲ的反应速率随温度升高上升幅度较大的是_______ 。(填“反应Ⅱ”或“反应Ⅲ”)
Ⅲ.利用可见光催化还原，可将转化为化学原料(、
等)。
(3)
蛋黄型空心球催化剂技术极大地增强了对可见光的吸收，其原理如图所示，该过程可描述为_______ 。
过度排放会导致全球变暖，将捕集并转化为高附加值能源产品，可有效缓解环境问题。Ⅰ.膜法分离烟气中的
原理如图所示。(1)吸收烟气中
的过程中，A电极上发生的电极反应为Ⅱ.甲烷催化二氧化碳重整制合成气过程中主要发生反应的热化学方程式为：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
(2)常压下，将等物质的量
和以一定流速通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和水蒸气的流量随温度变化如图所示。①反应Ⅱ在一定温度下能够发生的原因可能是
②温度低于873K时，水蒸气的流出量随温度升高而增大的原因是
③在873~1200K间，反应Ⅱ和反应Ⅲ的反应速率随温度升高上升幅度较大的是
Ⅲ.利用可见光催化还原
，可将转化为化学原料(、等)。(3)
蛋黄型空心球催化剂技术极大地增强了对可见光的吸收，其原理如图所示，该过程可描述为
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【推荐2】Ⅰ.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列的5个反应(由氨气、HCl和水制备NH4C1水溶液)。请判断反应④的反应热：ΔH＝_________________________ 。
① NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) ΔH=－176kJ·mol–1
② NH3(g) + H2O(l) = NH3(aq) ΔH=－35.1 kJ·mol–1
③ HCl(g) + H2O(l) = HCl(aq) ΔH=－72.3 kJ·mol–1
④ NH4C1(s) + H2O(1) = NH4C1(aq)
⑤ NH3(aq) + HCl(aq) = NH4C1(aq) ΔH= －52.3 kJ·mol–1
Ⅱ.N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2。
写出石墨I电极上发生反应的电极反应式_____________________________ 。
在电解池中生成N2O5的电极反应式为________________________________ 。
Ⅲ.烟气的脱硫（除SO2）技术和脱硝（除NOx）技术都是环境科学研究的热点。
⑴烟气脱硫、脱硝的环境意义是_________ 。
(2)目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝（NO）原理，其脱硝机理示意图如下图1，脱硝率与温度、负载率（分子筛中催化剂的质量分数）的关系如图2所示。
①写出该脱硝原理总反应的化学方程式：_____ 。②为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是____ 。
① NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) ΔH=－176kJ·mol–1
② NH3(g) + H2O(l) = NH3(aq) ΔH=－35.1 kJ·mol–1
③ HCl(g) + H2O(l) = HCl(aq) ΔH=－72.3 kJ·mol–1
④ NH4C1(s) + H2O(1) = NH4C1(aq)
⑤ NH3(aq) + HCl(aq) = NH4C1(aq) ΔH= －52.3 kJ·mol–1
Ⅱ.N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2。
写出石墨I电极上发生反应的电极反应式
在电解池中生成N2O5的电极反应式为
Ⅲ.烟气的脱硫（除SO2）技术和脱硝（除NOx）技术都是环境科学研究的热点。
⑴烟气脱硫、脱硝的环境意义是
(2)目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝（NO）原理，其脱硝机理示意图如下图1，脱硝率与温度、负载率（分子筛中催化剂的质量分数）的关系如图2所示。
①写出该脱硝原理总反应的化学方程式：
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【推荐3】O2对人类有着重要的作用。请回答下列问题：
(1)甲醇是一种绿色可再生能源，已知热化学方程式：
ⅰ．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=－566.0kJ•mol－1
ⅱ．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=－483.0kJ•mol－1
ⅲ．CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH3=－574.0kJ•mol－1
则计算CH3OH(g)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=___________ 。
(2)人体内化学反应时刻需要O2参与，如肌肉中的肌红蛋白(Mb)，具有结合O2的能力，可表示为Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)。肌红蛋白的结合度(即转化率α)与平衡时的氧气分压p(O2)密切相关，其变化曲线如图1，已知K=
(气体和溶液中的溶质分别用分压和物质的量浓度表达)。
①37℃时，已知平衡常数K=2，测得人正常呼吸时α的最大值为98%，则空气中氧气分压p(O2)=___________ kPa。
②血红蛋白Hb结合O2形成动脉血，存在反应1：HbH+(aq)+O2(g)HbO2(aq)+H+(aq)。血液中还同时存在反应2：CO2+H2OH++HCO
，结合两个反应，肺部氧分压___________ (填“较高”或“较低”)有利于CO2排出体外。请你从平衡移动的角度解释原因___________ 。
(3)游泳池水质普遍存在尿素[CO(NH2)2]超标现象，一种电化学除游泳池中尿素的实验装置如图2所示，其中钌钛常用作析氯电极 ，本身不参与电解。已知：3NaClO+CO(NH2)2=3NaCl+2H2O+N2↑+CO2↑。
①电解过程中钌钛电极上发生反应为___________ 。
②电解过程中不锈钢电极附近pH___________ (填“降低”“升高”或“不变”)。
③标准状况下，电解过程中每逸出22.4L N2，电路中至少通过电子数目___________ 。
(1)甲醇是一种绿色可再生能源，已知热化学方程式：
ⅰ．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=－566.0kJ•mol－1
ⅱ．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=－483.0kJ•mol－1
ⅲ．CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH3=－574.0kJ•mol－1
则计算CH3OH(g)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=(2)人体内化学反应时刻需要O2参与，如肌肉中的肌红蛋白(Mb)，具有结合O2的能力，可表示为Mb(aq)+O2(g)
MbO2(aq)。肌红蛋白的结合度(即转化率α)与平衡时的氧气分压p(O2)密切相关，其变化曲线如图1，已知K=(气体和溶液中的溶质分别用分压和物质的量浓度表达)。①37℃时，已知平衡常数K=2，测得人正常呼吸时α的最大值为98%，则空气中氧气分压p(O2)=
②血红蛋白Hb结合O2形成动脉血，存在反应1：HbH+(aq)+O2(g)
HbO2(aq)+H+(aq)。血液中还同时存在反应2：CO2+H2OH++HCO，结合两个反应，肺部氧分压(3)游泳池水质普遍存在尿素[CO(NH2)2]超标现象，一种电化学除游泳池中尿素的实验装置如图2所示，其中钌钛常用作
①电解过程中钌钛电极上发生反应为
②电解过程中不锈钢电极附近pH
③标准状况下，电解过程中每逸出22.4L N2，电路中至少通过电子数目
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】目前世界上60%的镁是从海水中提取的。海水提镁的主要流程如下：
请回答下列问题：
（1）石灰乳是生石灰与水形成的化合物，从充分利用海洋化学资源，提高经济效益的角度考虑，生产生石灰的主要原料来源于海洋中的________ ，其生产方程式___________ 。从离子反应的角度思考，往海水中加入石灰乳的作用是______________ 。
（2）操作A是____ ，操作B是______ 。
（3）加入的足量试剂a是_______ （填化学式）。
（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为___________ ，从考虑成本和废物循环利用的角度，副产物氯气可以用于____________ 。
请回答下列问题：
（1）石灰乳是生石灰与水形成的化合物，从充分利用海洋化学资源，提高经济效益的角度考虑，生产生石灰的主要原料来源于海洋中的
（2）操作A是
（3）加入的足量试剂a是
（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为
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解答题-原理综合题
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【推荐2】绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和清除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子的利用率为 。
是甲基丙烯酸甲酯的结构简式。也可以写成CH2= C（CH3）COOCH3。
旧法合成它的反应是：
（CH3）2C = O+HCN
（CH3）2C（OH）CN
（CH3）2C（OH）CN + CH3OH + H2SO4
CH2= C（CH3）COOCH3+NH4HSO4
新法合成它的反应是：
CH3C ≡ CH + CO + CH3OH
CH2= C（CH3）COOCH3
（1）与旧法相比，新法的突出优点是（ ）
（2）计算：甲基丙烯酸甲酯旧法合成工艺的理论上原子利用率是 。
（原子利用率=期望产物的总质量与生成物的总质量之比）
（3）写出聚甲基丙烯酸甲酯（又称有机玻璃）的结构简式 。
是甲基丙烯酸甲酯的结构简式。也可以写成CH2= C（CH3）COOCH3。旧法合成它的反应是：
（CH3）2C = O+HCN
（CH3）2C（OH）CN（CH3）2C（OH）CN + CH3OH + H2SO4
CH2= C（CH3）COOCH3+NH4HSO4新法合成它的反应是：
CH3C ≡ CH + CO + CH3OH
CH2= C（CH3）COOCH3（1）与旧法相比，新法的突出优点是（ ）
| A．原料无爆炸危险 | B．原料都是无毒物质 |
| C．没有副产物，原子利用率高 | D．对设备腐蚀性小 |
（2）计算：甲基丙烯酸甲酯旧法合成工艺的理论上原子利用率是 。
（原子利用率=期望产物的总质量与生成物的总质量之比）
（3）写出聚甲基丙烯酸甲酯（又称有机玻璃）的结构简式 。
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解答题-原理综合题
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【推荐3】近年来，我国化工技术获得重大突破，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇(CH3OH)是其中的一个研究项目，该研究发生的主要反应如下：
I.CO与H2反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
II.CO2与H2反应合成甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
(1)上述反应符合原子经济性的是反应_______ (填“I”或“II”)。
(2)上述反应中的甲醇(CH3OH)属于醇类，是按照官能团给有机物进行分类的，则下列有机物类别划分正确的是_______ 。
(3)一定温度下，在容积固定的密闭容器中发生反应II，下列说法可以表明反应达到化学平衡状态的是_______ 。
(4)H2还原CO电化学法制备甲醇(CO+2H2CH3OH)的工作原理如图所示。通入H2的一端是电池的________ (填“正”或“负”)极，电池工作过程中H+通过质子膜向_______ (填“左”或者“右”)移动，通入CO的一端发生的电极反应为________ 。
(5)利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法，已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反应过程中能量变化如图。下列判断正确的是_______ 。
I.CO与H2反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)II.CO2与H2反应合成甲醇：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)(1)上述反应符合原子经济性的是反应
(2)上述反应中的甲醇(CH3OH)属于醇类，是按照官能团给有机物进行分类的，则下列有机物类别划分正确的是
A． 含有醛基，属于醛类物质 |
| B．CH3CH2Br含有碳溴键，属于卤代烃 |
C． 含有苯环，属于芳香烃 |
D． 含有苯环和羟基，属于醇类物质 |
(3)一定温度下，在容积固定的密闭容器中发生反应II，下列说法可以表明反应达到化学平衡状态的是
| A．单位时间内消耗3molH2，同时生成1mol的CH3OH |
| B．CH3OH的体积分数不再发生变化 |
| C．3v(CO2)=v(H2) |
| D．容器内气体密度不再改变 |
(4)H2还原CO电化学法制备甲醇(CO+2H2
CH3OH)的工作原理如图所示。通入H2的一端是电池的(5)利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法，已知CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的反应过程中能量变化如图。下列判断正确的是| A．生成1molCH3OH(g)吸收91kJ能量 |
| B．用碳制备原料气CO、H2的反应属于放热反应 |
| C．反应物的总能量大于生成物的总能量 |
| D．如果该反应生成液态CH3OH，则释放的热量更少 |
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