组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应的热效应 > 反应热 > 能量的相互转化 > 吸热反应和放热反应
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:69 题号:21261667
本次亚运会火炬燃料甲醇是利用焦炉气中的氢气(H2)与从工业尾气中捕集的二氧化碳(CO2)合成,并由远程甲醇动力重卡提供运输保障。回答下列问题:
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:,该反应一般认为通过如下步骤来实现:
Ⅰ.
Ⅱ.
若反应Ⅰ为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填标号)。

(2)甲醇可作为燃料使用,下图是一个电化学过程的装置示意图。

①甲池中通入的电极电极反应方程式为___________
②丙池中总反应的离子方程式为___________
③当乙池中Ag极的质量增加1.08g时,甲池中理论上消耗___________(标准状况)。
(3)回收并利用一直是科研人员研究的热点。中科院天津工业生物技术研究所成果“无细胞化学酶系统催化合成淀粉”在国际学术期刊《自然》上发表。其中一步核心反应如图所示,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是___________(填标号)。
A.反应①中消耗,转移电子数为
B.淀粉与纤维素的分子式相同,互为同分异构体
C.的混合物中所含氧原子数为
D.反应③中cat为催化剂,实验室常用催化该反应

(4)利用两种金属催化剂,在水溶液体系中将分别转化为的反应过程示意图如图所示。

下列说法错误的是___________(填标号)。
A.在转化为的路径中,只涉及碳氧键的断裂和氧氢键的形成
B.在转化为的路径中,被氧化为
C.两个转化路径均无非极性键的形成
D.上述反应过程说明催化剂具有选择性

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【推荐1】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。
(1)已知:
     
则反应 _________(用含 的代数式表示)
(2)化学反应的能量变化 与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开(或形成)化学键时所吸收(或放出)的能量。部分化学键的键能数据如表:

化学键

436

463

反应 ,则 _____________
(3)工业上用甲烷催化裂解可制备氢气,有关反应原理如下:
反应. 反应Ⅱ..
①实验测得反应Ⅰ的速率方程:别为正、逆反应速率常数,只与温度、催化剂有关)。 下反应达到平衡时 下反应达到平衡时 。由此推知,_________________(填“>”、“<"或"=")。
②在密闭容器中充入一定量 ,发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ。在不同催化剂 作用下,测得单位时间内 产率与温度的关系如图。其他条件相同时,催化效率较高的是_________________(填 ""或 "")。在作用下,温度高于 时,产率降低的可能原因是_________________。(任写一条即可)。

(4)在一个体积为 的密闭容器中,高温下发生反应:。其中 的物质的量 随时间 的变化关系如图所示。

①反应在 时第一次达到平衡状态,固体的质量增加了 的浓度变化表示的反应速率 _____________________
②反应进行至 时,若只改变温度,曲线发生的变化如图所示,时再次达到平衡,_____________0(填“>”、“<"或"=")。
时再充入一定量的 ,平衡发生移动。下列说法正确的是_____________(填写编号)。
A.先增大后减小       B.先减小后增大
C.先增大后减小       D.先减小后增大
④表示 变化的曲线是_____________(填写图中曲线的字母编号)。
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【推荐2】某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环,其中涉及反应:
回答问题:
(1)已知:电解液态水制备,电解反应的。由此计算的燃烧热(焓)_______
(2)已知:的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。

①若反应为基元反应,且反应的与活化能(Ea)的关系为。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)_______

②某研究小组模拟该反应,温度t下,向容积为10L的抽空的密闭容器中通入,反应平衡后测得容器中。则的转化率为_______,反应温度t约为_______℃。
(3)在相同条件下,还会发生不利于氧循环的副反应:,在反应器中按通入反应物,在不同温度、不同催化剂条件下,反应进行到2min时,测得反应器中浓度()如下表所示。
催化剂t=350℃t=400℃
催化剂Ⅰ10.812722345.242780
催化剂Ⅱ9.2107753438932
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应,生成的平均反应速率为_______;若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件,原因是_______
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【推荐3】道路千万条,安全第一条。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时,会产生大量气体充满气囊,从而保护驾驶员和乘客的安全。
Ⅰ.安全气囊内叠氮化钠爆炸过程中的能量变化如图甲所示:

(1)叠氮化钠的爆炸反应属于______(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)若爆炸过程中有24mol非极性键生成(计算时将一对共用电子对作为一个化学键计量),则反应吸收(或释放)的能量为______kJ(用含a、b的代数式表示)。
Ⅱ.汽车尾气中的是常见的一种大气污染物,在2L密闭容器内,800℃时反应体系中,随时间的变化如表:

时间/s

0

1

2

3

4

5

0.020

0.010

0.008

0.007

0.007

0.007


(3)下图表示的变化的曲线是______

   

(4)能说明该反应已达到平衡状态的是______(选填序号,下同)。
a.容器内气体的颜色不再变化                    b.
c.                           d.消耗的同时生成
(5)为使该反应的反应速率增大,下列措施正确的是______
a.增大的浓度                 b.适当升高温度                 c.及时分离出气体
Ⅲ.化学能与其他能量间的转换在生活中处处可见,以反应为原理设计成利用率高的燃料电池,装置如图所示:

   

(6)N极为电池的______极(填写“正”或“负”),M处电极反应式是______
(7)该电池产生11.2L(标况下),则外电路中转移的电子数目为______
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