二氯化砜（）用作药剂、有机氯化剂，以及用于制造染料、橡胶等。无水条件下合成的反应为：。请回答下列问题：

1. 二氯化砜（ $\text{[math]}$ ）用作药剂、有机氯化剂，以及用于制造染料、橡胶等。无水条件下合成 $\text{[math]}$ 的反应为： $\text{[math]}$ 。请回答下列问题：

(1) 上述反应需在无水条件下进行，其原因为（用化学方程式解释）。

(2) 通过化学反应的反应热可计算化学键的键能。已知几种共价键的键能数据如下：

化学键	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	二氧化硫分子中硫氧键	二氯化砜分子中硫氧键
键能 $\text{[math]}$	243	255	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

则 $\text{[math]}$ 。

(3) $\text{[math]}$ 下，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按 $\text{[math]}$ 通入恒容密闭容器中发生反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，起始压强为240kPa，经10min达到平衡，测得压强为180kPa。

① $\text{[math]}$ 内用 $\text{[math]}$ 的分压变化表示的平均反应速率为 $\text{[math]}$ 。

②该温度下，用分压表示的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

③若 $\text{[math]}$ 下，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按 $\text{[math]}$ 通入恒容密闭容器中发生该反应，测得起始时与平衡时的压强分别为240kPa和210kPa。则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （填“大于”“小于”或“等于”），判断依据为。

(4) 在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ （保持 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 物质的量之和为定值），平衡时 $\text{[math]}$ 的体积分数 $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ 的变化图像如图所示，当 $\text{[math]}$ 时，达到平衡状态 $\text{[math]}$ 的体积分数可能是 $\text{[math]}$ 中的点。

(5) 新型的 $\text{[math]}$ 电池（电池总反应为： $\text{[math]}$ ）具有军事用途，原理示意图如下。正极反应式为。

【考点】

反应热和焓变; 电极反应和电池反应方程式; 化学平衡常数;

【答案】

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综合题困难

1. 新技术可以将 $\text{[math]}$ 转化为燃料。

(1) $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 经催化重整，制得合成气， $\text{[math]}$

已知上述反应中相关化学键的键能数据如下：

化学键	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
键能/（ $\text{[math]}$ ）	413	745	436	1075

则反应的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 重整也是其能源化的重要途经。

① $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 重整为甲醇 $\text{[math]}$ 。

a.实验测得， $\text{[math]}$ 甲醇液体在氧气中充分燃烧生成 $\text{[math]}$ 气体和液态水时释放出 $\text{[math]}$ 的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式为.

b.甲醇—空气燃料电池在放电时， $\text{[math]}$ 发生反应（“氧化”或“还原”）。碱性（ $\text{[math]}$ ）介质中该电池负极电极方程式为；酸性（ $\text{[math]}$ ）介质中，每消耗 $\text{[math]}$ ，内电路迁移（仅有 $\text{[math]}$ 迁移，见题图1）的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

② $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在催化剂及加热加压条件下生成的 $\text{[math]}$ （二甲醚）可作为柴油代用燃料，与二甲醚互为同分异构体的有机物的结构简式为。

③在某恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，在一定条件下合成燃料X，测量各物质的量随时间变化如题图2所示：该条件下反应已达最大限度的时间是（选填： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ）；X的分子式为。

综合题普通

2. 通过“CO₂—合成气—高附加值产品”的工艺路线，可有效实现CO₂的资源化利用。CO₂和H₂合成甲醇的过程中会发生如下两个反应：

Ⅰ：CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₁

Ⅱ：CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ΔH₂

下表是几种物质的标准生成热(由对应稳定单质生成1mol某种物质的焓变叫做该物质的标准生成热)。

物质	CO₂(g)	H₂O(g)	CH₃OH(g)	H₂(g)
标准生成热/kJ/mol	-393.5	-241.8	-201.2	0.0

(1) 反应Ⅰ的焓变ΔH₁=kJ/mol。

(2) 若在绝热恒容容器中仅发生反应Ⅱ，则下列事实能说明反应达到平衡状态的是________ A. 容器内气体的压强不变 B. 容器内温度不变 C. 容器内气体的密度不再改变 D. 容器内气体的平均相对分子质量不变

(3) 已知反应Ⅱ的正反应速率v_正=k_正·p(CO₂)·p(H₂)，逆反应速率v_逆=k_逆·p(CO)·p(H₂O)，k_正、k_逆分别为正、逆反应的速率常数，lgk(k表示k_正或k_逆)与 $\text{[math]}$ 的关系如下图所示，其中直线a、b分别表示k_正、k_逆随温度的变化。升高温度，反应Ⅱ的平衡常数K(填“变大”、“变小”或“不变”)。

(4) 在上图A点对应的温度下，向某刚性密闭容器中按n(CO₂)：n(H₂)=4：5的比例充入CO₂和H₂同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，已知起始时容器内压强为90kPa，10分钟后体系达到平衡状态，容器内压强变为70kPa。

①平衡时反应Ⅰ的平衡常数Kp=kPa^-2(用平衡分压表示平衡常数)，平衡时氢气的转化率为。

②进一步提高氢气平衡转化率的方法有、(写两种不同的方法)。

(5) 电催化还原CO₂的方法具有催化效率更高、反应条件更温和的优点，CO₂在Au纳米颗粒表面电还原的进程如图2所示。据此判断该过程的决速步骤为(填“a”、“b”或“c”)，电催化还原CO₂的电极反应式为。

综合题困难

回答下列问题：

Ⅰ．下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量，回答下列问题

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	HCl	HBr	HI	H₂
键能/kJ	243	193	151	432	366	298	436

（1）下列氢化物中最稳定的是________(填标号)。

A．HCl B．HBr C．HI

（2）按照反应 $\text{[math]}$ ，生成2molHI________(填“吸收”或“放出”)的热量为________kJ。

Ⅱ．在人类生产、生活对能量的需求日益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请回答下列问题：

（3）一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是 $\text{[math]}$ 。则该电池放电时发生还原反应的物质是_______(填标号)。

A. $\text{[math]}$

B. Fe

C. $\text{[math]}$

D. $\text{[math]}$

（4）科学家制造出了一种使用固体电解质的燃料电池，其效率很高，可用于航天航空。如图所示装置中，以稀土金属材料为惰性电极，在两极上分别通入 $\text{[math]}$ 和空气，其中固体电解质是掺杂了 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 固体，它在高温下能传导 $\text{[math]}$ 。则c电极的名称为________(填“正极”或“负极”)，d电极上的电极反应式为________。

（5）绿色电源“直接二甲醚( $\text{[math]}$ )燃料电池”的工作原理如图所示。 $\text{[math]}$ 的移动方向为由________(填“A到B”或“B到A”)。写出B电极的电极反应式：________。电池工作时，A极附近pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

综合题普通