的资源化利用是实现我国“双碳”目标的有效途径之一。

1. $\text{[math]}$ 的资源化利用是实现我国“双碳”目标的有效途径之一。

(1) 杭州第19届亚洲运动会开幕式主火炬创新使用“零碳”甲醇燃料，综合利用焦炉气中的 $\text{[math]}$ 与工业尾气中 $\text{[math]}$ 合成绿色甲醇，实现了循环内零碳排放。

①制备甲醇的主反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，该过程中还存在一个生成 $\text{[math]}$ 的副反应，结合反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，写出该副反应的热化学方程式：。

②将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按物质的量比 $\text{[math]}$ 混合，以固定流速通过盛放 $\text{[math]}$ 催化剂的反应器，在相同时间内，不同温度下的实验数据如图所示。

已知： $\text{[math]}$ 产率 $\text{[math]}$

i．催化剂活性最好的温度为。(填字母序号)

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

ii．温度升高时 $\text{[math]}$ 的平衡转化率降低，解释原因：。

iii．温度由 $\text{[math]}$ 升到 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的实验产率降低，解释原因：。

(2) 近年研究发现，电催化 $\text{[math]}$ 和含氮物质( $\text{[math]}$ 等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含食废水污染问题。向一定浓度的 $\text{[math]}$ 溶液通 $\text{[math]}$ 至饱和，在电极上反应生成 $\text{[math]}$ ，电解原理如图所示。

①电极b是电解池的极(填“阴”或“阳”)。

②写出电解过程中生成尿素[ $\text{[math]}$ ]的电极反应式：。

【考点】

盖斯定律及其应用; 电解原理;

【答案】

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综合题普通

1. 我国力争在2060年前实现碳中和。研究二氧化碳的回收对这一宏伟目标的实现具有现实意义。

Ⅰ． $\text{[math]}$

Ⅱ． $\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) 298K时， $\text{[math]}$ 燃烧生成 $\text{[math]}$ 放热121kJ， $\text{[math]}$ 蒸发吸热44kJ表示 $\text{[math]}$ 燃烧热的热化学方程式为；

(2) 同一容器中，反应Ⅰ、Ⅱ的lnK(K为化学平衡常数)随 $\text{[math]}$ 的变化如图，下列说法正确的是_______；

A. 反应Ⅲ $\text{[math]}$ 的活化能 $\text{[math]}$ B. 当容器内的压强不再变化时说明两个反应均达到平衡 C. 当反应体系内气体的平均相对分子质量不变化时说明两个反应均达到平衡 D. 恒温恒容下充入氦气，反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动

(3) 在 $\text{[math]}$ ，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按照1∶3的比例混合在密闭容器中，在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在相同的时间段内 $\text{[math]}$ 的选择性和产率随温度的变化如图。

其中： $\text{[math]}$ 的选择性 $\text{[math]}$

①在上述条件下合成甲醇的工业条件是；

A.210℃ B.230℃ C．催化CZT D．催化剂 $\text{[math]}$

②在230℃以上，升高温度 $\text{[math]}$ 的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是；

③若为恒温体系，达平衡时，二氧化碳、甲醇、一氧化碳的体积分数相同，反应Ⅱ的平衡常数 $\text{[math]}$ ；

(4) 2020年，我国学者利用电化学装置常温下将 $\text{[math]}$ 高效转化为 $\text{[math]}$ ，其中隔膜为阴离子交换膜，其原理如图所示：

①写出阴极的电极反应式：。

②当有 $\text{[math]}$ 参与反应时，阴极溶液质量的变化为 $\text{[math]}$ ，阳极溶液质量的变化为 $\text{[math]}$ ，则溶液质量变化绝对值之差 $\text{[math]}$ g。

综合题困难

2. $\text{[math]}$ 催化氢化是实现碳中和的重要途径之一，其反应原理如下：

Ⅰ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Ⅱ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

回答下列问题：

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

(2) 在恒温恒容密闭容器中通入一定量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生反应，下列事实能说明容器内反应达到平衡状态的是(填标号)。

a．混合气体的压强不再发生变化 b．反应Ⅱ的化学平衡常数不再变化

c． $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的浓度之比为 $\text{[math]}$ d． $\text{[math]}$ 的体积分数不再发生变化

(3) 在某容器中进行反应Ⅰ和反应Ⅱ， $\text{[math]}$ 的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。其中X表示的物理量为(填“温度”或“压强”)； $\text{[math]}$ (填“>”或“<”) $\text{[math]}$ ，理由是。

(4) 一定温度下，向容积为 $\text{[math]}$ 的恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡时， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。

①能增大反应Ⅰ平衡常数的措施为；不影响平衡状态，但可缩短达到平衡时间的措施为。

②该温度下反应Ⅱ的平衡常数 $\text{[math]}$ 。

综合题困难

3. 甲酸是重要化工原料，在新能源领域应用潜力大，对环保和可持续发展也很重要。

(1) 根据以下信息，写出甲酸分解制氢的热化学方程式：。

已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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

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

(2) 甲烷与 $\text{[math]}$ 定向转化制甲酸等物质的反应历程和能垒变化如图所示(部分自由基未画出)。有催化剂时，微粒吸附在催化剂表面进行反应。

①下列说法不正确的是。

A．甲烷定向制甲酸的反应是放热反应

B．该过程的决速步是甲烷产生自由基过程

C．从ⅰ→ⅱ的过程中，存在 $\text{[math]}$

D．微粒ⅱ和ⅲ是反应的中间体

②由 $\text{[math]}$ 生成 $\text{[math]}$ 的过程中， $\text{[math]}$ 产生自由基的过程可表示为。

(3) 利用甲酸钠脱除水体中的 $\text{[math]}$ ，反应的还原主产物是 $\text{[math]}$ ，存在中间产物 $\text{[math]}$ 和副产物 $\text{[math]}$ ，其他可能的还原产物不考虑。水体中 $\text{[math]}$ 初始浓度为 $\text{[math]}$ ，测得过程中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 元素的含量)随时间变化如图所示。 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 转化完全，检测不到 $\text{[math]}$ 。

① $\text{[math]}$ 中N原子的杂化方式是。

②从开始到转化完全时，反应速率 $\text{[math]}$ 为(保留3位有效数字，下同) $\text{[math]}$ ，氮的脱除效率( $\text{[math]}$ )可以达到。

(4) 已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。常温下， $\text{[math]}$ 的甲酸钠溶液中， $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ ，溶液 $\text{[math]}$ (写出此空的计算过程)。

综合题困难