某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下：mCeO2 (m－x)CeO2·xCe＋xO2(m－x)CeO2·x

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某科学家利用二氧化铈(CeO₂)在太阳能作用下将H₂O、CO₂转变为H₂、CO。其过程如下：
mCeO₂

(m－x)CeO₂·xCe＋xO₂
(m－x)CeO₂·xCe＋xH₂O＋xCO₂

mCeO₂＋xH₂＋xCO
下列说法不正确的是（）

A．该过程中CeO₂没有消耗

B．该过程实现了太阳能向化学能的转化

C．图中ΔH₁＝ΔH₂＋ΔH₃

D．以CO和O₂构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO＋4OH^－－2e^－=CO₃^2-＋2H₂O

答案

解析

抓住盖斯定律的含义(反应的焓变与途径无关，只与始态和终态有关)解题。
A项根据题干中已知的两个反应可以看出，CeO₂在反应前后没有变化，CeO₂应是水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳的催化剂。B项在太阳能的作用下，水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳，太阳能转化为化学能。C项根据盖斯定律可知－ΔH₁＝ΔH₂＋ΔH₃。D项以一氧化碳和氧气构成的碱性燃料电池，负极应为一氧化碳失电子，在碱性条件下一氧化碳应变为碳酸根离子，结合选项中所给的电极反应式，再根据电荷守恒、得失电子守恒则可判断其正确。

举一反三

（1）生产水煤气过程中有以下反应：①C(s)＋CO₂(g)2CO(g)　ΔH₁；
②CO(g)＋H₂O(g)

H₂(g)＋CO₂(g)　ΔH₂；
③C(s)＋H₂O(g)

CO(g)＋H₂(g)　ΔH₃；
上述反应ΔH₃与ΔH₁、ΔH₂之间的关系为__________________________________。
（2）将CH₄转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为
2CH₄(g)＋3O₂(g)

2CO(g)＋4H₂O(g)
ΔH＝－1 038 kJ·mol^－1。
工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)：
①X在750 ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10⁵倍；
②Y在600 ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10⁵倍；
③Z在440 ℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×10⁶倍；
根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是________(填“X”或“Y”或“Z”)，选择的理由是________________________________________________________；
（3）请画出（2）中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。

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已知298K时下述反应的有关数据：

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已知下列热化学方程式：
Na^＋(g)＋Cl^－(g)=NaCl(s)　 ΔH
Na(s)＋

Cl₂(g)=NaCl(s)　 ΔH₁
Na(s)=Na(g)　ΔH₂，Na(g)－e^－=Na^＋(g)　ΔH₃

Cl₂(g)=Cl(g)　ΔH₄，Cl(g)＋e^－=Cl^－(g)　 ΔH₅
则ΔH与ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃、ΔH₄、ΔH₅的关系正确的是(　　)

A．ΔH＝ΔH₁＋ΔH₂＋ΔH₃＋ΔH₄＋ΔH₅

B．ΔH＝ΔH₁－ΔH₂－ΔH₃－ΔH₄－ΔH₅

C．ΔH＝ΔH₁－ΔH₂＋ΔH₃－ΔH₄＋ΔH₅

D．ΔH＝ΔH₂＋ΔH₃＋ΔH₄＋ΔH₅－ΔH₁

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研究SO₂、CO等大气污染物的处理与利用具有重大意义。
Ⅰ.利用钠碱循环法可脱除烟气中SO₂，该法用Na₂SO₃溶液作为吸收剂，吸收过程pH随n（SO）n（HSO₃^-）变化关系如下表：

n（SO₃^2-）n（HSO₃^-）	91:9	1:1	9:91
pH	8.2	7.2	6.2

（1）由上表判断NaHSO₃水溶液显   __性，原因是   __。
（2）当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是   __。
a．c（Na^＋）＝2c（SO₃^2-）＋c（HSO₃^-）
b．c（Na^＋）＞c（HSO₃^-）＞＞c（SO₃^2-）＞c（H^＋）＝c（OH^－）
c．c（Na^＋）＋c（H^＋）＝c（HSO₃^-）＋c（SO₃^2-）＋c（OH^－）
（3）若某溶液中含3 mol Na₂SO₃，逐滴滴入一定量稀HCl，恰好使溶液中Cl^－与HSO₃^-物质的量之比为21，则滴入盐酸中n（HCl）为   __mol。
Ⅱ.CO可用于合成甲醇，反应原理为
CO（g）＋2H₂（g）

CH₃OH（g）。
（4）在容积为2 L的密闭容器中通入0.2 mol CO,0.4 mol H₂，达到平衡时，CO转化率为50%，则该温度下的平衡常数为 __，再加入1.0 mol CO后，重新达到平衡，CO的转化率 __（填“填大”“不变”或“减小”）；平衡体系中CH₃OH的体积分数 __（填“增大”“不变”或“减小”）。
（5）已知CH₃OH（g）＋H₂O（g）=CO₂（g）＋3H₂（g）；
H₂（g）＋

O₂（g）=H₂O（g）　ΔH＝－241.8 kJ/mol。
有关键能数据如下：（单位：kJ/mol）

化学键	H—H	H—O	C—H	C—O	C=O
键能	435	463	413	356	745

写出甲醇气体完全燃烧生成气态水的热化学方程式： __。

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二甲醚（CH₃OCH₃）是一种重要的精细化工产品，被认为是二十一世纪最有潜力的燃料[ 已知：CH₃OCH₃(g)+3O₂(g)＝2CO₂(g)+3H₂O（1） △H＝－1455kJ/mol ]。同时它也可以作为制冷剂而替代氟氯代烃。工业上制备二甲醚的主要方法经历了三个阶段：
①甲醇液体在浓硫酸作用下或甲醇气体在催化作用下直接脱水制二甲醚； 2CH₃OH

CH₃OCH₃＋H₂O
②合成气CO与H₂直接合成二甲醚： 3H₂(g)＋3CO(g)

CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g) △H＝－247kJ/mol
③天然气与水蒸气反应制备二甲醚。以CH₄和H₂O为原料制备二甲醚和甲醇工业流程如下：

（1）写出CO(g)、H₂(g)、O₂(g)反应生成CO₂(g)和H₂O（1）的热化学方程式（结果保留一位小数）
（2）在反应室2中，一定条件下发生反应3H₂(g)＋3CO(g)

CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g)在密闭容器中达到平衡后，要提高CO的转化率，可以采取的措施是
A．低温高压 B．加催化剂 C．增加CO浓度 D．分离出二甲醚
（3）在反应室3中，在一定温度和压强条件下发生了反应：3H₂(g)＋CO₂(g)

CH₃OH(g)＋H₂O (g) △H＜0反应达到平衡时，改变温度（T）和压强（P），反应混合物CH₃OH“物质的量分数”变化情况如图所示，关于温度（T）和压强（P）的关系判断正确的是（填序号）

A．P₃＞P₂ T₃＞T₂ B．P₂＞P₄ T₄＞T₂
C．P₁＞P₃ T₁＞T₃ D．P₁＞P₄ T₂＞T₃
（4）反应室1中发生反应：CH₄(g)＋H₂O(g)

CO(g)＋3H₂(g) △H＞0写出平衡常数的表达式：
如果温度降低，该反应的平衡常数（填“不变”、“变大”、“变小”）

（5）如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图则a电极的反应式为：________________

（6）下列判断中正确的是_______
A．向烧杯a中加入少量K₃[Fe(CN)₆]溶液，有蓝色沉淀生成
B．烧杯b中发生反应为2Zn-4eˉ ＝2Zn²⁺
C．电子从Zn极流出，流入Fe极，经盐桥回到Zn极
D．烧杯a中发生反应O₂ + 4H⁺+ 4eˉ ＝ 2H₂O，溶液pH降低

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