當(dāng)前位置：蘇教版（2019）選擇性必修1《專(zhuān)題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化》2023年單元測(cè)試卷（13）> 試題詳情

CH₄、H₂、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì)，它們?nèi)紵臒峄瘜W(xué)方程式為：
①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（1）ΔH=-890.3kJ?mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（1）ΔH=-571.6kJ?mol^-1
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）ΔH=-393.5kJ?mol^-1
（1）在深海中存在一種甲烷細(xì)菌，它們依靠酶使甲烷與O₂作用產(chǎn)生的能量存活，甲烷細(xì)菌使1mol甲烷生成CO₂氣體與液態(tài)水，放出的能量
=
=
（填“＞”、“＜”或“=”）890.3kJ。
（2）甲烷與CO₂可用于合成合成氣（主要成分是一氧化碳和氫氣）：CH₄+CO₂═2CO+2H₂，1g CH₄完全反應(yīng)可釋放15.46kJ的熱量，則：若將物質(zhì)的量均為1mol的CH₄與CO₂充入某恒容密閉容器中，體系放出的熱量隨著時(shí)間的變化如圖所示，則CH₄的轉(zhuǎn)化率為
50.0%
50.0%
。
（3）C（s）與H₂（g）不反應(yīng)，所以C（s）+2H₂（g）═CH₄（g）的反應(yīng)熱無(wú)法直接測(cè)量，但通過(guò)上述反應(yīng)可求出C（s）+2H₂（g）═CH₄（g）的反應(yīng)熱ΔH=
-74.8kJ?mol^-1
-74.8kJ?mol^-1
。
（4）目前對(duì)于上述三種物質(zhì)的研究是燃料研究的重點(diǎn)，下列關(guān)于上述三種物質(zhì)的研究方向中可行的是
C
C
。（填字母）
A．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，使CO₂與H₂O反應(yīng)生成CH₄與O₂，并放出熱量
B．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，在常溫常壓下使CO₂分解生成碳與O₂
C．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，利用太陽(yáng)能使大氣中的CO₂與海底開(kāi)采的CH₄合成合成氣（CO、H₂）
D．將固態(tài)碳合成為C₆₀，以C₆₀作為燃料

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算．

【答案】=；50.0%；-74.8kJ?mol^-1；C

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/5/23 20:38:36組卷：21引用：5難度：0.7

相似題

1．苯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了苯容易發(fā)生取代反應(yīng)，因此研究苯的取代產(chǎn)物及反應(yīng)機(jī)理具有重要意義。
Ⅰ．（1）苯與濃硫酸發(fā)生磺化反應(yīng)生成苯磺酸，苯與濃硝酸和濃硫酸的混合物發(fā)生硝化反應(yīng)生成硝基苯，磺化反應(yīng)與硝化反應(yīng)不同，是可逆反應(yīng)。已知：H₂SO₄（濃硫酸）+
室溫
+H₂O，要使反應(yīng)向某一方向進(jìn)行，需采用不同的條件，要使苯磺酸重新轉(zhuǎn)變成苯和硫酸，需采用的條件是

、

。（請(qǐng)寫(xiě)出兩點(diǎn)）
（2）苯的磺化反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)中間體轉(zhuǎn)變?yōu)楸交撬崤c恢復(fù)為苯所越過(guò)的能壘差別不大（如圖1所示）。苯的硝化反應(yīng)歷程與苯的磺化反應(yīng)部分相似，但中間體都轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，反應(yīng)是不可逆的，在圖2上畫(huà)出硝化反應(yīng)的不可逆過(guò)程（表示出中間體的能量）

。
（3）發(fā)煙硫酸與苯反應(yīng)最快，在常溫下即可與苯發(fā)生磺化反應(yīng)，生成苯磺酸：H₂SO₄（發(fā)煙硫酸）+
室溫
+H₂O，當(dāng)發(fā)煙硫酸和苯按1：1反應(yīng)達(dá)到平衡后產(chǎn)生的苯磺酸的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為26%，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為

。
Ⅱ．苯胺是苯的又一重要的取代產(chǎn)物，一步法合成苯胺的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。相關(guān)反應(yīng)如下：
①（l）+NH₃?H₂O（l）
催化劑
（l）+H₂↑（g）+H₂O（1），反應(yīng)①常溫下不自發(fā)。
（1）反應(yīng)①是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，判斷并說(shuō)明理由：

。
（2）往反應(yīng)①中加入H₂O₂（l）后，所得反應(yīng)（簡(jiǎn)稱(chēng)反應(yīng)②，下同）在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，原因是

。（已知反應(yīng)①、②都是一步法合成苯胺的方法）
（3）下列描述正確的是

。
A．升高溫度反應(yīng)①的平衡常數(shù)增大
B．加壓有利于反應(yīng)①、②的平衡正向移動(dòng)
C．反應(yīng)①中加入H₂O₂（1）后平衡正向移動(dòng)
D．增大苯和一水合氨的配料比有利于提高苯胺的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)
發(fā)布：2024/10/26 17:0:2組卷：13引用：1難度：0.6
解析
2．Ⅰ.（1）苯與濃硫酸發(fā)生磺化反應(yīng)生成苯磺酸，苯與濃硝酸和濃硫酸的混合物發(fā)生硝化反應(yīng)生成硝基苯，磺化反應(yīng)與硝化反應(yīng)不同，是可逆反應(yīng)。已知：H₂SO₄（濃硫酸）+，要使反應(yīng)向某一方向進(jìn)行，需采用不同的條件，要使苯磺酸重新轉(zhuǎn)變成苯和硫酸，需采用的條件是

（請(qǐng)寫(xiě)出兩點(diǎn)）。
（2）苯的磺化反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)中間體轉(zhuǎn)變?yōu)楸交撬崤c恢復(fù)為苯所越過(guò)的能壘差別不大（如圖1所示）。

苯的硝化反應(yīng)歷程與苯的磺化反應(yīng)部分相似，但中間體都轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，反應(yīng)是不可逆的，在圖2上畫(huà)出硝化反應(yīng)的不可逆過(guò)程（表示出中間體的能量）

。
（3）發(fā)煙硫酸與苯反應(yīng)最快，在常溫下即可與苯發(fā)生磺化反應(yīng)，生成苯磺酸：H₂SO₄（發(fā)煙硫酸）+，當(dāng)發(fā)煙硫酸和苯按1：1反應(yīng)達(dá)到平衡后產(chǎn)生的苯磺酸的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為26%，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為

。
Ⅱ．苯胺是苯的又一重要的取代產(chǎn)物，一步法合成苯胺的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
相關(guān)反應(yīng)如下：
①，反應(yīng)①常溫下不自發(fā)。
（4）往反應(yīng)①中加入H₂O₂（l）后，所得反應(yīng)（簡(jiǎn)稱(chēng)反應(yīng)②，下同）在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，原因是

（已知反應(yīng)①、②都是一步法合成苯胺的方法）。
（5）下列描述正確的是

。
A．升高溫度反應(yīng)①的平衡常數(shù)增大
B．加壓有利于反應(yīng)①、②的平衡正向移動(dòng)
C．反應(yīng)①中加入H₂O₂（l）后平衡正向移動(dòng)
D．增大苯和一水合氨的配料比有利于提高苯胺的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)
發(fā)布：2024/10/26 17:0:2組卷：17引用：1難度：0.5
解析

3．煉鐵高爐用焦炭為還原料使Fe₂O₃還原為鐵，已知：
Ⅰ．C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H=+172kJ?mol^-1
Ⅱ．298K時(shí)，相關(guān)反應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下表。

熱力學(xué)數(shù)據(jù) 反應(yīng)①2Fe₂O₃（s）+3C（s）═4Fe（s）+3CO₂（g）反應(yīng)②Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）

△H/kJ?mol^-1 +468 △H₂

△G/kJ?mol^-1 +301 -29

△S/J?mol^-1K^-1 +558 +15

（1）反應(yīng)②的焓變△H₂的值為

。
（2）反應(yīng)①和反應(yīng)②中

（填“①”或“②”）代表高爐煉鐵的主要反應(yīng)，理由是

。
（3）反應(yīng)①的△S遠(yuǎn)大于反應(yīng)②的原因是

。
（4）高爐煤氣為煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，經(jīng)除塵后，主要成分為CO、CO₂、N₂，其中可燃成分CO體積分?jǐn)?shù)約占25%，CO₂、N₂分別占15%、60%左右。在100kPa下，F(xiàn)e₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）在高爐內(nèi)反應(yīng)的平衡常數(shù)K_p=

（K_p為以分壓表示的平衡常數(shù)，保留兩位小數(shù)）。欲進(jìn)一步提高CO的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施

。
a.適當(dāng)降低反應(yīng)體系的溫度
b.及時(shí)移出體系中的CO₂
c.加入合適的催化劑
d.增大Fe₂O₃的量
（5）高爐煤氣中N₂、CO₂的含量較高，利用CO前需要對(duì)CO進(jìn)行富集，實(shí)現(xiàn)CO與CO₂和N₂的分離。CO吸附劑的開(kāi)發(fā)大多數(shù)以亞銅為活性組分負(fù)載在各種載體上，然后采用變壓吸附（PSA）方式在含N₂體系中脫出CO．如圖是變壓吸附回收高爐煤氣中CO的流程圖。

PSA-Ⅰ吸附CO₂時(shí)間對(duì)PSA-Ⅱ中CO回收率的影響見(jiàn)圖，由此可見(jiàn)，為了保證載體亞銅吸附劑對(duì)CO的吸附和提純要求，應(yīng)采取的措施是

，“放空氣體”的主要成分為

．若用飽和Na₂CO₃溶液作吸收劑脫除CO₂時(shí)，初期無(wú)明顯現(xiàn)象，后期有固體析出。

①溶液中離子濃度關(guān)系正確的是

。（選填字母）
a.吸收前：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）
b.吸收初期：2c（CO₃^2-）+2c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）=c（Na⁺）
c.吸收全進(jìn)程：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）
②后期析出固體的成分是

。

發(fā)布：2024/10/26 17:0:2組卷：11引用：1難度：0.4

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熱力學(xué)數(shù)據(jù)	反應(yīng)①2Fe₂O₃（s）+3C（s）═4Fe（s）+3CO₂（g）	反應(yīng)②Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）
△H/kJ?mol^-1	+468	△H₂
△G/kJ?mol^-1	+301	-29
△S/J?mol^-1K^-1	+558	+15