党的二十大报告中强调“实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。的转化和利用是实现碳中和的有效途径。回答下列问题。Ⅰ.利用合成淀粉的研究成果已经被我国科学家发表在Nature杂志上。其涉及的关键反应如下：① ② ③ （1）反应③中，该反应的自发条件是(填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”)，该反应中活化能(填“>”或“<”)。（2）在催化剂作用下，按的比例向某密闭容器中通入一定量的原料气只发生①②两个反应。维持压强为3.2MPa，测得不同温度下，反应经过相同时间时的转化率、甲醇的选择性如图所示：已知：。①从图中曲线的变化趋势也可以判断出反应①是放热的，判断的依据是，在实际工业生产中压强不能过高也不能过低的原因是。(2)时，若反应从开始到达到a点所用时间为10min，则，反应②的(指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压=A的物质的量分数，最终结果用分数表示)。Ⅱ.已知与的反应可将化学能转化为电能，其工作原理如图所示。（3）图中从(填A或B)通入，a极的电极反应式是。

1. 天然气 $\text{[math]}$ 可作为制氢的原料，反应可表示为：

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

又知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

则 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。(用a、b、c代数式表示)

填空题容易

2. 科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：

CH₄(g) + 4NO₂(g) = 4NO(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g) ΔH₁=-574kJ•mol^-1

CH₄(g) + 4NO(g) = 2N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g) ΔH₂=-1160kJ•mol^-1

则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为。

填空题容易

1. 二氧化碳的资源化利用有利于实现我国提出的2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。CCUS(碳捕获、利用与封存)是应对全球气候变化的关键技术之一，可利用捕获的CO、 $\text{[math]}$ 等原料催化合成甲醇等。涉及的主要反应如下：

Ⅰ： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

Ⅱ： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

Ⅲ： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) 对于反应Ⅲ， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，活化能 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“小于”或“大于”)。

(2) 按反应Ⅰ生产甲醇时，通常会向反应体系中加入适量炭粉，可能的理由是。

(3) 下列有关说法正确的是_____。 A. 升高温度，反应Ⅰ逆反应速率增加，平衡常数减小 B. 反应Ⅰ分别在恒温恒容的密闭容器与恒温恒压的密闭容器中进行，前者 $\text{[math]}$ 的平衡转化率高 C. 恒温恒容的密闭容器中反应Ⅰ已达平衡，再加入一定量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的转化率可能同时都增大 D. 加入对反应Ⅱ催化效果更佳的催化剂，可以提高CO的平衡产率

(4) 一定条件下，在 $\text{[math]}$ 密闭容器中加入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 只发生反应Ⅱ： $\text{[math]}$ ，如图是随着反应的进行， $\text{[math]}$ 的浓度随时间改变的变化图。若在 $\text{[math]}$ 时刻再加入 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 时刻到达新的平衡。请你画出 $\text{[math]}$ 时刻 $\text{[math]}$ 的物质的量浓度随时间改变的变化图。

(5) 研究证明： $\text{[math]}$ 可在酸性介质中通过电解生成 $\text{[math]}$ ，则生成 $\text{[math]}$ 的电极反应式是。

综合题普通

2. CO₂的资源化利用能有效减少CO₂排放缓解能源危机。用CO₂、H₂为原料合成甲醇(CH₃OH)过程主要涉及以下反应：

a)CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g) △H₁

b)CO₂g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g) △H₂=+41.2kJ/mol

c) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂(g)⇌ $\text{[math]}$ CH₃OH(g) △H₃=-45.1kJ/mol

(1) 根据盖斯定律，反应a的△H₁=。

(2) 我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了CO₂与H₂在TiO₂/Cu催化剂表面生成CH₃OH和H₂O的部分反应历程，如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。

反应历程中最小能垒(活化能)E_正eV。写出历程②的化学方程式。

(3) 上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有___________。 A. 升高温度，反应b正向移动，反应c逆向移动 B. 加入反应a的催化剂，可以降低反应的活化能及反应热 C. 增大H₂的浓度，有利于提高CO₂的平衡转化率 D. 及时分离除CH₃OH，可以使得反应a的正反应速率增大

(4) 加压，甲醇产率将；若原料二氧化碳中掺混一氧化碳，随一氧化碳含量的增加，甲醇产率将。(填“升高”、“不变”、“降低”或“无法确定”)。

(5) 使用新型催化剂，让1molCO₂和3molH₂在1L密闭容器中只发生反应a、b，CO₂平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的CO₂物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示。

553K时，若反应后体系的总压为p，反应a的K_p=(列出计算式)。(K_p为压强平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中用气体分压代替浓度，气体的分压等于总压乘以物质的量分数)，由上图可知，适宜的反应温度为。

综合题普通

3.

探究CH₃OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH₃OH的产率。

Ⅰ．以CO₂、H₂为原料合成CH₃OH涉及的主要反应如下：

反应①： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

反应②： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

反应③： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

不同压强下，按照 $\text{[math]}$ 投料，实验测定CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。

（1） $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ 。

（2）其中纵坐标表示CO₂平衡转化率的是图________(填“甲”或“乙”)。

（3）图乙中T₁温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是________。

（4）为同时提高CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率，应选择的反应条件为_______(填标号)。

（5）我国学者提出“反应①”的反应机理(其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)如下图所示，其中过程b中含碳物种被________(填“氧化”或“还原”)。

Ⅱ．以乙烯气相水合反应生成C₂H₅OH涉及的主要反应如下：

反应④： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，

（6）下图是乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中 $\text{[math]}$ ]。

①图中压强(p₁、p₂、p₃、p₄)由大到小的顺序为________。

②若p₁=8.0 MPa，计算A点的平衡常数K_p=________(用平衡分压代替平衡浓度计算；分压=总压×物质的量分数；结果保留两位有效数字)。

综合题困难

1. 一种可充电的锌锰分液电池，其结构如下图所示：

下列说法不正确的是

A. 放电时，正极反应为： $\text{[math]}$ B. 充电时，Zn作阴极： $\text{[math]}$ C. 离子交换膜a和b分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 D. 充电过程中 $\text{[math]}$ 溶液的浓度逐渐降低

单选题普通

2. 采用热分解法脱除沼气中的 $\text{[math]}$ 过程中涉及的主要反应为

反应Ⅰ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ⋅mol $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJmol $\text{[math]}$

保持100kPa不变，将 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 按2∶1体积比投料，并用 $\text{[math]}$ 稀释，在不同温度下反应达到平衡时，所得 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的体积分数如题13图所示。下列说法正确的是

题13图

A. 反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ kJ⋅mol $\text{[math]}$ B. 曲线Y代表的是 $\text{[math]}$ 的平衡体积分数 C. 高于1050℃时， $\text{[math]}$ 平衡转化率与 $\text{[math]}$ 平衡转化率的差值随温度升高减小 D. 1050℃下反应，增大体系的压强，平衡后H₂的体积分数可能达到0.07

单选题普通

3.

探究CH₃OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH₃OH的产率。

Ⅰ．以CO₂、H₂为原料合成CH₃OH涉及的主要反应如下：

反应①： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

反应②： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

反应③： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

不同压强下，按照 $\text{[math]}$ 投料，实验测定CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。

（1） $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ 。

（2）其中纵坐标表示CO₂平衡转化率的是图________(填“甲”或“乙”)。

（3）图乙中T₁温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是________。

（4）为同时提高CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率，应选择的反应条件为_______(填标号)。

（5）我国学者提出“反应①”的反应机理(其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)如下图所示，其中过程b中含碳物种被________(填“氧化”或“还原”)。

Ⅱ．以乙烯气相水合反应生成C₂H₅OH涉及的主要反应如下：

反应④： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，

（6）下图是乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中 $\text{[math]}$ ]。

①图中压强(p₁、p₂、p₃、p₄)由大到小的顺序为________。

②若p₁=8.0 MPa，计算A点的平衡常数K_p=________(用平衡分压代替平衡浓度计算；分压=总压×物质的量分数；结果保留两位有效数字)。

综合题困难

1. 电化学是化学研究重要分支，在生产生活中发挥着非常重要的作用。请回答下列问题：

(1) 在载人航天器中，可以利用 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的反应，将航天员呼出的 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ 等，然后通过电解 $\text{[math]}$ 得到 $\text{[math]}$ ，从而实现 $\text{[math]}$ 的再生。已知：

① $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$

则反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。(用含a、b的式子表示)

(2) 在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除 $\text{[math]}$ ，还要求提供充足的 $\text{[math]}$ 。某种电化学装置可实现如下转化： $\text{[math]}$ 可用作燃料。

已知该装置的阳极反应式为 $\text{[math]}$ ，则阴极反应式为：。

(3) 如图是高铁酸钾电池的模拟实验装置(已知：放电时，石墨电极附近有红褐色浑浊)。

①该电池放电时，正极的电极反应式为

②盐桥中盛有饱和 $\text{[math]}$ 溶液，此盐桥中 $\text{[math]}$ 向(填“左”或“右”移动)。

③该电池工作一段时间后，左烧杯溶液的质量(填“增加”或“减少”)。

(4) 下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是___________。(填序号)

A. $\text{[math]}$ B. $\text{[math]}$ C. $\text{[math]}$ D. $\text{[math]}$

填空题普通

2. 化学反应中的能量变化多种多样，如化学能与热能的转化、化学能与电能的转化等，研究化学反应中的能量变化具有重要意义。回答下列问题：

(1) 丙烯是一种重要的化工原料，利用丙烷制备丙烯的原理为直接脱氢： $\text{[math]}$ ，断裂或形成1mol化学键吸收或放出的能量如下表：

化学键	C-H	C=C	H-H	C-C
断裂或形成1mol化学键吸收或放出的能量(kJ/mol)	413	615	436	348

则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) 已知： $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ 。

若用CO还原 $\text{[math]}$ 至 $\text{[math]}$ ，当消耗标准状况下3.36LCO时，放出的热量为kJ(用含有a和b的代数式表示)。

(3) 一定条件下，由 $\text{[math]}$ 和CO反应生成S和 $\text{[math]}$ 的能量变化如图所示，则 $\text{[math]}$ 和CO反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的热化学方程式为。

(4) 已知某反应器中发生如下反应：

ⅰ. $\text{[math]}$ ；

ⅱ. $\text{[math]}$ ；

ⅲ. $\text{[math]}$ ；

ⅳ. $\text{[math]}$ ；

若 $\text{[math]}$ ，则反应ⅳ热化学方程式为。

(5) 酸性锌锰干电池(电池总反应为 $\text{[math]}$ )和碱性锌锰干电池[电池总反应为 $\text{[math]}$ ]的剖面图如图所示：

①酸性锌锰干电池工作时， $\text{[math]}$ 向(填“正极”或“负极”)移动。

②碱性锌锰干电池负极电极反应式为。

③已知酸性锌锰干电池负极电极反应式为 $\text{[math]}$ ，写出正极电极反应式：。

综合题普通

3. 肼( $\text{[math]}$ )有较强的还原性，与 $\text{[math]}$ 等可组成火箭推进剂。

(1) 已知：

Ⅰ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

Ⅱ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

Ⅲ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

火箭发射时 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。该反应的热化学方程式是。

(2) 肼的传统生产工艺为Raschig法，两步反应分别在不同容器的水溶液环境中进行：

ⅰ． $\text{[math]}$ (快)；

ⅱ． $\text{[math]}$ (慢)。

已知电负性N>Cl。下列说法不正确的是(填序号)。

a．适当提高反应ⅰ温度，可显著提高相同时间内 $\text{[math]}$ 的产量

b．采用3.0MPa压强可以增大 $\text{[math]}$ 的溶解度，提高反应ⅱ中 $\text{[math]}$ 的利用率

c．反应ⅰ中 $\text{[math]}$ 做还原剂

(3) 采用Raschig法制得肼后，可采用分步蒸馏的方法将其从反应混合液中分离出来。

①水合肼( $\text{[math]}$ ，常温为液态)中 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 间存在氢键，在下图中用“…”表示出这种作用力。

②蒸馏过程中首先馏出的物质是(填序号)。

a． $\text{[math]}$ b． $\text{[math]}$ c．NaCl

(4) 产品中肼含量的测定方法如下。

取0.50g产品加20mL水稀释，滴入2滴淀粉溶液，用0.500 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 溶液滴定3次，平均每次消耗I₂溶液20.00mL。已知： $\text{[math]}$ 。

①样品中肼(以 $\text{[math]}$ 计)的质量分数为。

②若滴定过程中操作过于缓慢，则测定结果(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。

(5) 肼除做火箭推进剂外还可用于燃料电池中。某种碱性肼-空气燃料电池(电解质为KOH溶液)具有高效、无污染的特点，装置如下图所示。

①负极的电极反应式是。

②电池工作一段时间后正极区KOH溶液pH基本保持不变，结合电极反应式解释原因。

综合题普通