碳中和作为一种新型环保形式可推动全社会绿色发展。下图为中科院上海物化所正在研究建立的一种二氧化碳新循环体系。

1. 碳中和作为一种新型环保形式可推动全社会绿色发展。下图为中科院上海物化所正在研究建立的一种二氧化碳新循环体系。

(1) 过程I的原理： $\text{[math]}$ ，根据下表数据回答：

化学键	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
键能	436	496	463

①完全分解2mol水需吸收能量kJ。

②能正确表示该过程能量变化示意图是。

A．　B．　C．　D．

(2) 200℃时，在2L密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生过程II中的反应， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量随时间变化如图所示。

①反应的化学方程式是。

②下列不能说明该反应一定达到化学平衡状态的是。

a．单位时间内消耗1mol $\text{[math]}$ ，同时生成1mol $\text{[math]}$

b．容器中 $\text{[math]}$ 不再变化

c．容器中气体压强不再变化

d．容器中气体密度不再变化

(3) 利用过程III的反应设计的一种原电池，工作原理如图所示。

①d的电极反应式为。

②若线路中转移1mol电子，则该电池理论上消耗的 $\text{[math]}$ 在标准状况下的体积为L。

(4) 过程IV的目的是。

【考点】

吸热反应和放热反应; 反应热和焓变; 电极反应和电池反应方程式; 化学平衡状态的判断;

【答案】

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填空题普通

1. 某实验小组设计了下图所示的5组实验，探究化学能与热能的转化。

(1) 实验①在实验前U型管中页面左右相平，在甲试管中加入适量氧化钙和水后，可观察到U型管中的现象是，反应的化学方程式是。

(2) 实验②中反应的能量变化可用下图中的(填序号A或B)表示

(3) 实验③④⑤中属于吸热反应的是(填序号)

(4) 从微观角度分析实验⑤化学反应中能量变化的原因：

①和②分别为、(填“吸收”或“释放”)。氢气与氧气反应生成1mol水蒸气时，释放kJ能量。

填空题普通

I．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一个永恒的主题。

（1）下列变化属于放热反应的是(填字母)。

a．过氧化钠溶于水　　　　b．氢氧化钠固体溶于水

c．酸碱中和反应　　　　　d．氯化铵晶体与氢氧化钡晶体混合搅拌

（2）中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。

已知：几种物质中化学键的键能如表所示。

化学键	$\text{[math]}$ 中H-O键	$\text{[math]}$ 中O=O键	$\text{[math]}$ 中H-H键	$\text{[math]}$ 中O-O键	$\text{[math]}$ 中O-H键
键能/(kJ/mol)	463	496	436	138	463

若反应过程中分解了2mol水，则过程Ⅲ(填“放出或吸收”)了kJ能量。

Ⅱ．天然气既是高效洁净的能源，又是重要的化工原料，在生产生活中用途广泛。

（3）甲烷燃料电池采用可传导 $\text{[math]}$ 的固体氧化物为电解质，其工作原理如图所示：

①外电路电子移动方向：(填“a极到b极”或“b极到a极”)。

②a极电极反应式为。

③若燃料电池消耗的空气在标准状况下的体积是5.6L(假设空气中 $\text{[math]}$ 体积分数为20%)，则理论上消耗甲烷mol。

填空题普通

回答下列问题：

Ⅰ．下列各图均能表示甲烷的分子结构，按要求回答下列问题。

（1）甲烷的球棍模型是________，甲烷的电子式是________（填序号）。

（2）写出甲烷在氧气中燃烧的化学方程式：________

（3）相对分子质量为30的烷烃的分子式是________。

（4）甲烷与丙烷互为。

Ⅱ．回答下列问题

（5）下列变化属于吸热反应的是________（填序号）。

a．生石灰溶于水 b．浓硫酸稀释 c．硝酸铵溶于水 d．铜溶于浓硝酸

e．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌

（6）已知 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 反应放热，且断开1molH−H键、1molO＝O键、1molO−H键需吸收的能量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，由此可以推知下列关系正确的是________（填序号）。

① $\text{[math]}$ ② $\text{[math]}$ ③ $\text{[math]}$ ④ $\text{[math]}$

（7）为了研究化学反应A＋B＝C＋D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。

则该反应为________反应（填“放热”或“吸热”），A和B的总能量比C和D的总能量________（填“高”或“低”），反应物化学键断裂吸收的能量________（填“高”或“低”）于生成物化学键形成放出的能量。

填空题普通