1 . 2021年3月5日，国务院政府工作报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。为了达到碳中和，研发二氧化碳的利用技术成为热点。
(1)CH4—CO2催化重整可得到合成气(CO和H2)，其工艺过程中涉及如下反应：
反应①：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2kJ·mol-1
反应②：CH4(g)+
O2(g)CO(g)+2H2(g) △H2=-36.0kJ·mol-1
反应③：O2(g)+H2(g)H2O(g) △H3=-241.8kJ·mol-1
则反应④：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H4=__ kJ·mol-1
(2)在催化剂作用下合成气可发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，在a、b、c容积不等的恒容密闭容器中(其中容器b容积为1L)，均充入0.1molCO和0.2molH2，充分反应后测得三个容器中平衡混合物中CH3OH的体积分数随温度的变化如图1所示：
①容器的容积a___ c(填“>”“<”或“=”)。
②P点时，H2的转化率为____ ；若其他条件不变，将恒容密闭容器改为恒压密闭容器，平衡后H2的转化率将____ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③当温度为300℃时，该反应的化学平衡常数K=____ 。
(3)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-，装置如图2所示。
①在该装置中，右侧Pt电极的电极反应式为____ 。
②装置工作时，阴极除有HCOO-生成外，还可能生成副产物降低电解效率(电解效率=
×100%)，标准状况下，当阳极生成氧气体积为448mL时，测得阴极区内的c(HCOO-)=0.03mol/L，电解效率为____ (忽略电解前后溶液的体积变化)。
(1)CH4—CO2催化重整可得到合成气(CO和H2)，其工艺过程中涉及如下反应：
反应①：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2kJ·mol-1反应②：CH4(g)+
O2(g)CO(g)+2H2(g) △H2=-36.0kJ·mol-1反应③：
O2(g)+H2(g)H2O(g) △H3=-241.8kJ·mol-1则反应④：CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) △H4=(2)在催化剂作用下合成气可发生反应：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)，在a、b、c容积不等的恒容密闭容器中(其中容器b容积为1L)，均充入0.1molCO和0.2molH2，充分反应后测得三个容器中平衡混合物中CH3OH的体积分数随温度的变化如图1所示：①容器的容积a
②P点时，H2的转化率为
③当温度为300℃时，该反应的化学平衡常数K=
(3)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-，装置如图2所示。
①在该装置中，右侧Pt电极的电极反应式为
②装置工作时，阴极除有HCOO-生成外，还可能生成副产物降低电解效率(电解效率=
×100%)，标准状况下，当阳极生成氧气体积为448mL时，测得阴极区内的c(HCOO-)=0.03mol/L，电解效率为
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2 . 合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大，德国化学家F.Haber因合成氨而获得诺贝尔奖。合成氨反应热化学方程式如下：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
(1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)不加入催化剂时正反应的活化能为326kJ/mol，则该反应逆反应的活化能为_______ kJ/mol。
(2)已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol
H2的燃烧热△H=-285.8kJ/mol
则NH3(g)+
O2(g)=NO(g)+
H2O(l) △H=_______ kJ/mol。
(3)一定温度下，向恒容的密闭容器中充入一定量的N2和H2发生反应，测得各组分浓度随时间变化如图所示。
①表示c(H2)变化的曲线是_______ (填“曲线A”“曲线B”或“曲线C”)。
②0~t0时用NH3表示的化学反应速率为v(NH3)=_______ mol·L-1·min-1。
③下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.容器中混合气体的密度不随时间变化
B.容器中的n(N2)与n(H2)的比值不随时间变化
C.断裂3molH-H的同时断裂6molN-H键
D.3v正(H2)=2v逆(NH3)
(4)合成氨反应在某催化剂条件下的相对能量-反应历程如图所示(ad为吸附态)：
①该过程中含氮的中间产物有_______ 种(填数字)。
②活化能最大的那一步基元反应方程式为_______ 。
③下列说法正确的是_______ (填标号)。
A.最后一步NH3(ad)变为NH3(g)为吸热过程。
B.催化剂参与反应，但不改变合成氨反应的△H
C.催化剂和升温都能降低反应的活化能，加快合成氨的反应速率
D.使用催化剂和压缩容器体积加压都能增大活化分子百分数，加快合成氨反应速率
2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol(1)已知N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)不加入催化剂时正反应的活化能为326kJ/mol，则该反应逆反应的活化能为(2)已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol
H2的燃烧热△H=-285.8kJ/mol
则NH3(g)+
O2(g)=NO(g)+H2O(l) △H=(3)一定温度下，向恒容的密闭容器中充入一定量的N2和H2发生反应，测得各组分浓度随时间变化如图所示。
①表示c(H2)变化的曲线是
②0~t0时用NH3表示的化学反应速率为v(NH3)=
③下列能说明该反应达到平衡状态的是
A.容器中混合气体的密度不随时间变化
B.容器中的n(N2)与n(H2)的比值不随时间变化
C.断裂3molH-H的同时断裂6molN-H键
D.3v正(H2)=2v逆(NH3)
(4)合成氨反应在某催化剂条件下的相对能量-反应历程如图所示(ad为吸附态)：
①该过程中含氮的中间产物有
②活化能最大的那一步基元反应方程式为
③下列说法正确的是
A.最后一步NH3(ad)变为NH3(g)为吸热过程。
B.催化剂参与反应，但不改变合成氨反应的△H
C.催化剂和升温都能降低反应的活化能，加快合成氨的反应速率
D.使用催化剂和压缩容器体积加压都能增大活化分子百分数，加快合成氨反应速率
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3 . 2020年已提出：我国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。研究
的转化和资源化利用对缓解碳减排压力和推进能源绿色转型，实现“碳达峰、碳中和”具有重要意义。
(1)与
催化重整制合成气是研究热点之一。发生的主要反应有：
反应①：
反应②：
有关化学键键能数据如表：
则反应②的反应热
_______ 
。
(2)对于上述反应体系，下列说法错误的是_______ 。
A.增大的浓度，反应①②的正反应速率均增加
B.恒容密闭容器中当气体密度不变时，反应达到平衡状态
C.加入催化剂，可提高的平衡转化率
(3)在体积为
的刚性容器中进行“合成气催化重整”，反应的化学方程式为
。当投料比，
时，的平衡转化率(
)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。压强
_______ (填“>”“<”或“=”，下同)
；当温度为
、压强为时，a点时的v(正)_______ v(逆)；起始时向容器中加入
和
，在温度为
、初始压强为时反应，该反应的
_______ 。
(4)科学家利用电化学装置实现和两种分子的耦合转化来达到减碳的目的，其原理如图所示：
①电极A上的电极反应式为_______ 。
②若生成的乙烯和乙烷的物质的量比为1∶1，则消耗的和的物质的量之比为_______ 。
的转化和资源化利用对缓解碳减排压力和推进能源绿色转型，实现“碳达峰、碳中和”具有重要意义。(1)
与催化重整制合成气是研究热点之一。发生的主要反应有：反应①：
反应②：
有关化学键键能数据如表：
| 化学键 |  |  |  |  |
键能/ | 436 | 463 | 803 | 1076 |
。(2)对于上述反应体系，下列说法错误的是
A.增大
的浓度，反应①②的正反应速率均增加B.恒容密闭容器中当气体密度不变时，反应达到平衡状态
C.加入催化剂，可提高
的平衡转化率(3)在体积为
的刚性容器中进行“合成气催化重整”，反应的化学方程式为。当投料比，时，的平衡转化率()与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。压强；当温度为、压强为时，a点时的v(正)和，在温度为、初始压强为时反应，该反应的(4)科学家利用电化学装置实现
和两种分子的耦合转化来达到减碳的目的，其原理如图所示：①电极A上的电极反应式为
②若生成的乙烯和乙烷的物质的量比为1∶1，则消耗的
和的物质的量之比为
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解题方法
4 . 回答下列问题：
(1)已知稀溶液中，1mol H2SO4与2mol NaOH恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，写出该反应表示中和热的热化学方程式：_______ 。
(2)利用甲烷的还原性，可以对大气中的氮氧化合物进行处理。已知一定条件下：
①4NO(g)=2NO2(g)+N2(g) ∆H1= -293kJ·mol-l
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H2= -1160kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H=_______ kJ·mol-1，该反应能在_______ 下自发进行。(选填“低温”、“高温”或“任何温度”)
(3)①恒温恒容的密闭容器中，发生反应CO (g) +H2S (g)COS (g) +H2 (g)， 若反应前只充10mol CO和x mol H2S，达到平衡时CO的物质的量为8mol，且化学平衡常数为0.1，则x=_______ mol。
②恒温恒容时，能表明Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)达平衡状态的是_______ ( 填字母)。
A.单位时间内生成n mol CO同时消耗n mol CO2
B. c(CO)不随时间改变
C. CO2的体积分数不变
D. Fe 的浓度不变
(4)某种新工艺装置是氯碱工业装置和另一种电化学装置组合而成，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中电极未标出，所用的离子交换膜都只允许阳离子通过。
图中物质Y的电子式_______ ， 图中b%_______ a%(填“<”或“>”或“=”)，通入除去CO2的空气一极的电极反应式为_______ 。
(1)已知稀溶液中，1mol H2SO4与2mol NaOH恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，写出该反应表示中和热的热化学方程式：
(2)利用甲烷的还原性，可以对大气中的氮氧化合物进行处理。已知一定条件下：
①4NO(g)=2NO2(g)+N2(g) ∆H1= -293kJ·mol-l
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H2= -1160kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H=
(3)①恒温恒容的密闭容器中，发生反应CO (g) +H2S (g)
COS (g) +H2 (g)， 若反应前只充10mol CO和x mol H2S，达到平衡时CO的物质的量为8mol，且化学平衡常数为0.1，则x=②恒温恒容时，能表明Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g)达平衡状态的是A.单位时间内生成n mol CO同时消耗n mol CO2
B. c(CO)不随时间改变
C. CO2的体积分数不变
D. Fe 的浓度不变
(4)某种新工艺装置是氯碱工业装置和另一种电化学装置组合而成，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中电极未标出，所用的离子交换膜都只允许阳离子通过。
图中物质Y的电子式
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解题方法
5 . 碳单质及其化合物在生产生活中用途广泛。回答以下问题：
(1)以焦炭为原料，在高温下与水蒸气反应可制得水煤气，涉及反应如下：
a．主反应
b．副反应
已知
中逆反应的活化能为89kJ/mol，则该反应的正反应活化能为___________ kJ/mol。对于反应，测得在不同温度下
的平衡转化率为
，则温度T1、T2、T3由大到小关系为___________ 。
(2)以水煤气制备甲烷的反应为：
。下图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化(部分物质省略)。
下列说法正确的是_________
A．步骤①只有非极性键断裂
B．步骤②的原子利用率为100%
C．过渡态Ⅱ能量最高，因此其对应的步骤③反应速率最慢
D．该方法可以清除剧毒气体CO，从而保护环境
该反应的正反应速率表达式为v正=
，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如表所示：
由上述数据可得该温度下，c2=___________ mol/L，该反应的正反应速率常数k=___________ 
。若某温度下，在刚性密闭容器中加入CO(g)和
，两者物质的量之比为1：2，起始压强为9MPa，平衡时压强为6MPa，该反应的压强平衡常数Kp=___________ 
(分压=总压×物质的量分数；结果保留两位有效数字)。
(1)以焦炭为原料，在高温下与水蒸气反应可制得水煤气，涉及反应如下：
a．主反应
b．副反应
已知
中逆反应的活化能为89kJ/mol，则该反应的正反应活化能为，测得在不同温度下的平衡转化率为，则温度T1、T2、T3由大到小关系为(2)以水煤气制备甲烷的反应为：
。下图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化(部分物质省略)。下列说法正确的是
A．步骤①只有非极性键断裂
B．步骤②的原子利用率为100%
C．过渡态Ⅱ能量最高，因此其对应的步骤③反应速率最慢
D．该方法可以清除剧毒气体CO，从而保护环境
该反应的正反应速率表达式为v正=
，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如表所示：| CO浓度/(mol/L) | 浓度/(mol/L) | 正反应速率/( ) |
| 0.1 | c1 | 8.0 |
| c2 | c1 | 16.0 |
| c2 | 0.15 | 6.75 |
。若某温度下，在刚性密闭容器中加入CO(g)和，两者物质的量之比为1：2，起始压强为9MPa，平衡时压强为6MPa，该反应的压强平衡常数Kp=(分压=总压×物质的量分数；结果保留两位有效数字)。
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2022-03-14更新
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118次组卷
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2卷引用：湖北省部分普通高中联合体2021-2022学年高二下学期期中联考化学试题
6 . 载人航天器中，可将航天员呼出的CO2转化为 H2O，再通过电解 H2O 获得 O2，实现 O2的再 生，同时还能制备 CH4.已知：
①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ∆H =-252.9kJ/mol
②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ∆H =571.6kJ/mol
请回答下列问题：
(1)反应①属于_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H =_______ kJ/mol。
(3)利用 CH4可制备乙烯及合成气(CO、H2)。有关化学键键能(E)的数据如表：
①已知2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) ΔH =+167kJ/mol，则a=_______ 。
②已知5C2H4(g)+12
(aq)+36H+ (aq)=12Mn2+ (aq)+10CO2 (g)+28H2O(l) ΔH =-m kJ·mol-1，当放出的热量为n kJ时，该反应转移电子的物质的量为_______ mol。(用含m、n 的代数式表示)
③制备合成气反应历程分两步，步骤Ⅰ：CH4(g)⇌ C(ads)+2H2(g)；步骤Ⅱ：C(ads)+ CO2(g)⇌ 2CO(g)。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
E4-E1表示步骤Ⅰ正反应的_______ ，制备合成气反应可在_______ (填“高温” 或“低温”)下自发进行。
①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ∆H =-252.9kJ/mol
②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ∆H =571.6kJ/mol
请回答下列问题：
(1)反应①属于
(2)反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H =
(3)利用 CH4可制备乙烯及合成气(CO、H2)。有关化学键键能(E)的数据如表：
| 化学键 | H-H | C=C | C-C | C-H |
| E(kJ/mol) | 436 | a | 348 | 413 |
②已知5C2H4(g)+12
(aq)+36H+ (aq)=12Mn2+ (aq)+10CO2 (g)+28H2O(l) ΔH =-m kJ·mol-1，当放出的热量为n kJ时，该反应转移电子的物质的量为③制备合成气反应历程分两步，步骤Ⅰ：CH4(g)⇌ C(ads)+2H2(g)；步骤Ⅱ：C(ads)+ CO2(g)⇌ 2CO(g)。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
E4-E1表示步骤Ⅰ正反应的
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2021-12-06更新
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255次组卷
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2卷引用：湖北省部分省级示范高中2021-2022学年高二上学期期中测试化学试题
解题方法
7 . 铁及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。回答下列问题：
(1)复合氧化物铁酸锰(
)可用于热化学循环分解制氢气，原理如下：
①
；
②
；
③
则
___________ (用
、
表示)。
(2)用
催化加氢合成低碳烯烃反应，反应过程如图。催化剂中添加助剂Na、K、Cu(也起催化作用)后可改变反应的选择性。
①第i步所发生反应的化学方程式为___________ 。
②下列说法错误的是___________ (填字母)。
A．第i步反应的活化能高于第ii步反应的活化能
B．使加氢合成低碳烯烃的
减小
C．添加不同助剂后，各反应的平衡常数不变
(3)纳米铁是重要的储氢材料，可用反应
制得。在1 L恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.48 mol CO，在
、
不同温度下进行反应，测得
与温度、时间的关系如图所示。
①___________ (填“>”或“<”，下同)，___________ 0。
②温度下，平衡时体系的压强为p，反应的标准平衡常数
___________ {已知：标准平衡
，其中
为标准压强(
)，
、
为各组分的平衡分压}。
(1)复合氧化物铁酸锰(
)可用于热化学循环分解制氢气，原理如下：①
；②
；③
则
、表示)。(2)用
催化加氢合成低碳烯烃反应，反应过程如图。催化剂中添加助剂Na、K、Cu(也起催化作用)后可改变反应的选择性。①第i步所发生反应的化学方程式为
②下列说法错误的是
A．第i步反应的活化能高于第ii步反应的活化能
B．
使加氢合成低碳烯烃的减小C．添加不同助剂后，各反应的平衡常数不变
(3)纳米铁是重要的储氢材料，可用反应
制得。在1 L恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.48 mol CO，在、不同温度下进行反应，测得与温度、时间的关系如图所示。①
，②
温度下，平衡时体系的压强为p，反应的标准平衡常数，其中为标准压强()，、为各组分的平衡分压}。
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解题方法
8 . 研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
Ⅰ．
；
Ⅱ．
；
Ⅲ．
。
回答下列问题：
(1)根据盖斯定律，写出表示、、
关系的等式：___________ 。
(2)已知反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为
、
、
，则
___________ (用、表示)。
(3)25 ℃时，向体积为1 L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.04 mol NO和
发生反应Ⅲ。
①下列描述能说明该反应已达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A．容器内气体压强保持不变
B．容器内混合气体的体积保持不变
C．容器内混合气体的密度保持不变
D．容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
②若该反应达到化学平衡时，测得NO的浓度为
，则该温度下的化学平衡常数___________ 。降低温度，化学平衡向___________ (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
Ⅰ．
；Ⅱ．
；Ⅲ．
。回答下列问题：
(1)根据盖斯定律，写出表示
、、关系的等式：(2)已知反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为
、、，则、表示)。(3)25 ℃时，向体积为1 L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.04 mol NO和
发生反应Ⅲ。①下列描述能说明该反应已达到平衡状态的是
A．容器内气体压强保持不变
B．容器内混合气体的体积保持不变
C．容器内混合气体的密度保持不变
D．容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
②若该反应达到化学平衡时，测得NO的浓度为
，则该温度下的化学平衡常数
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解题方法
9 . 已知：
反应Ⅰ：
；
反应Ⅱ：
。
回答下列问题：
(1)能否通过反应Ⅰ判断等物质的量的CO、具有能量的高低？___________ (填“能”或“不能”)。
(2)CO的燃烧热
___________ 
。
(3)下列各图中表示反应Ⅱ能量变化的是___________(填字母)。
(4)
与
反应生成
，该反应的热化学方程式为___________ 。
(5)依据反应Ⅱ，
___________ (填“＞”“＜”或“=”)
。
反应Ⅰ：
；反应Ⅱ：
。回答下列问题：
(1)能否通过反应Ⅰ判断等物质的量的CO、
具有能量的高低？(2)CO的燃烧热
。(3)下列各图中表示反应Ⅱ能量变化的是___________(填字母)。
A． | B． |
C． | D． |
与反应生成，该反应的热化学方程式为(5)依据反应Ⅱ，
。
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10 . 2021年6月17日神舟天和成功对接，中国宇航员入驻空间站。空间站处理CO2的一种重要方法是CO2的收集与浓缩、CO2的还原。H2还原CO2制CH4的部分反应如下：
I．CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ∆H1=+41kJ/mol
II．CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ∆H2=-246kJ/mol
III．CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) ∆H3=-131kJ/mol
回答下列问题：
(1)反应2C(s)+2H2O(g)CH4(g)+CO2(g)的∆H=___________ kJ/mol。
(2)循环系统中可利用弱碱性的固态胺离子树脂(R1NHR2吸收舱内空气中的CO2、H2O生成酸式碳酸盐。该反应的化学方程式为___________ ；再解吸出CO2的简单方法是___________ 。
(3)控制起始时n(H2)/n(CO2)=4，p=1atm (atm表示标准大气压)，在恒容密闭容器中，若只反生反应I、II，平衡时各物质的量分数随温度的变化如下图所示：
①图中代表的物质：a___________ ，(填化学式，下同)，b___________ 。
②温度高于500℃时，CO的物质的量分数不断增大的原因是___________ 。
③M点时，平衡分压p(CO2)=___________ atm。反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的平衡常数Kp=___________ atm-2(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
I．CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ∆H1=+41kJ/molII．CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g) ∆H2=-246kJ/molIII．CO(g)+H2(g)
C(s)+H2O(g) ∆H3=-131kJ/mol回答下列问题：
(1)反应2C(s)+2H2O(g)
CH4(g)+CO2(g)的∆H=(2)循环系统中可利用弱碱性的固态胺离子树脂(R1NHR2吸收舱内空气中的CO2、H2O生成酸式碳酸盐。该反应的化学方程式为
(3)控制起始时n(H2)/n(CO2)=4，p=1atm (atm表示标准大气压)，在恒容密闭容器中，若只反生反应I、II，平衡时各物质的量分数随温度的变化如下图所示：
①图中代表的物质：a
②温度高于500℃时，CO的物质的量分数不断增大的原因是
③M点时，平衡分压p(CO2)=
CH4(g)+2H2O(g)的平衡常数Kp=
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