研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过知识回答下列问题：（1）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如下图所示：①反应的热化学方程式为_________

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研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过知识回答下列问题：
（1）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如下图所示：

①反应的热化学方程式为____________________________________________。
②已知：

则

（2）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1 mol化学键时释放（或吸收）的能量。已知：N≡N键的键能是948.9kJ·mol^－1，H－H键的键能是436.0 kJ·mol^－1； N－H键的键能是391.55 kJ·mol^－1。则1/2N₂(g) + 3/2H₂(g) ="=" NH₃(g) ΔH = 。

答案

（1）①CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g) △H=—41KJ/mol； ②△H=+172KJ/mol；
（2）—46.2 KJ/moL

解析

试题分析：（1）由能量变化图示可知该反应的热化学方程式为：①CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g) △H=—41KJ/mol；②将CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g)减去C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H2(g)，整理可得：C(s)+CO₂(g)-2CO(g) △H=+172KJ/mol；（2）根据键能的定义及与反应热的关系可知： △H="1/2×948.9kJ/mol+3/2×436.0" kJ/mol-3×391.55kJ/mol="—46.2" KJ/moL

举一反三

（1）在一定温度下，测得0.1 mol·L^－1CH₃COOH溶液的PH为3.0。则CH₃COOH在水中的电离为，此温度CH₃COOH的电离平衡常数为。
（2）在25℃时，K_w＝1.0×10^－14，测得0.1 mol·L^－1 Na₂A溶液的pH＝7。则H₂A在水溶液中的电离方程式为，该温度下，将0.01 mol·L^－1 H₂A溶液稀释到20倍后，溶液的pH＝。
（3）已知HCN(aq)+NaOH(aq)＝NaCN(aq)+ H₂O(l) ΔH＝－12.1 kJ·mol^－1；
HCl(aq) +NaOH(aq)＝NaCl(aq) + H₂O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol^－1。
则在水溶液中HCN

H⁺+CN^－电离的ΔH为 kJ·mol^－1

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利用太阳能分解水生成的氢气，在催化剂作用下氢气与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H₂(g)、CO(g)和CH₃OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8 kJ·mol^－1、－283.0 kJ·mol^－1和－726.5 kJ·mol^－1。请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10 mol水消耗的能量是 kJ。
（2）液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为。
（3）在容积为2 L的密闭容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，反应式：CO₂(g)＋3H₂(g)

CH₃OH(g)＋H₂O(g)，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T₁、T₂均大于300 ℃)：

①可逆反应的平衡常数表达式K＝
②下列说法正确的是

A．温度为T₁时，从反应开始到平衡，生成甲醇
的平均速率为v(CH₃OH)＝

mol·L^－1·min^－1

B．该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的小

C．该反应为放热反应

D．处于A点的反应体系从T₁变到T₂，达到平衡时

增大

③在T₁温度时，将1 mol CO₂和3 mol H₂充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂的转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为                  ；
（4）在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，总反应式为
2CH₃OH + 3O₂＝2CO₂＋4H₂O，则正极的反应式为                             ；
负极的反应式为                                                          。

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资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。
（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO₂，相关热化学方程式如下：6FeO(s)+CO₂(g)=2Fe₃O₄(s)+C(s) △H="-76.0" kJ·mol^一1
①上述反应中每生成1 mol Fe₃O₄，转移电子的物质的量为_______mol。
②已知：C(s)+2H₂O(g)=CO₂(g)+2H₂(g) △H="+113.4" kJ·mol^一1，则反应：3FeO(s)+ H₂O(g)= Fe₃O₄(s)+ H₂(g)的△H=__________。
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO₂(g)+4 H₂ (g)

C H₄ (g)+2 H₂O(g)，向一容积为2 L的恒容密闭容器中充人一定量的CO₂和H₂，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO₂ 0.2 mol·L^一¹，H₂ 0.8 mol·L^一¹，CH₄0.8 mol·L^一¹，H₂O1.6 mol·L^一¹。则CO₂的平衡转化率为________。300 ℃时上述反应的平衡常数K=____________________。200℃时该反应的平衡常数K=64.8，则该反应的△H_____(填“＞’’或“<”)O。
（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO₂零排放，其基本原理如
图所示:

①上述生产过程的能量转化方式是____________________。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行，碳酸钙先分解为CaO和CO₂，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为___________________。

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工业上常利用CO和H₂合成可再生能源甲醇。
（1）已知CO(g)、CH₃OH(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol^-1和726.5 kJ·mol^-1，则CH₃OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H₂O(l)的热化学方程式为。
（2）合成甲醇的方程式为CO(g)+2H₂(g)

CH₃OH(g) ΔH <0。
在230 ℃〜270 ℃最为有利。为研究合成气最合适的起始组成比n(H₂):n(CO)，分别在230 ℃、250 ℃和270 ℃进行实验，结果如下左图所示。其中270 ℃的实验结果所对应的曲线是_____（填字母）；当曲线X、Y、Z对应的投料比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度与投较比的关系是。

（3）当投料比为1∶1，温度为230 ℃，平衡混合气体中，CH₃OH的物质的量分数为（保留1位小数）；平衡时CO的转化率。

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（15分）资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。
（1）以CO₂与NH₃为原料可合成化肥尿素[CO(NH₂)₂]。已知：
①2NH₃（g）＋ CO₂（g）＝ NH₂CO₂NH₄（s） △H ＝ -159.47 kJ·mol^-1
②NH₂CO₂NH₄（s）＝ CO(NH₂)₂（s）＋ H₂O（g） △H ＝ +116.49 kJ·mol^-1
③H₂O（l）＝ H₂O（g） △H ＝+88.0 kJ·mol^-1
试写出NH₃和CO₂合成尿素和液态水的热化学方程式。
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：
CO₂(g)+4H₂(g)

CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH＜0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO₂和H₂，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO₂：0.2mol·L^—1，H₂：0.8mol·L^—1，CH₄：0.8mol·L^—1，H₂O：1.6mol·L^—1，起始充入CO₂和H₂的物质的量分别为、。CO₂的平衡转化率为。
②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、II，在I中充入1 molCO₂,和4 molH₂，在II中充入1 mol CH₄和2 mol H₂O(g) ，300℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是（填字母）。

A．容器I、II中正反应速率相同

B．容器I、II中CH₄的物质的量分数相同

C．容器I中CO₂的物质的量比容器II中的多

D．容器I中CO₂的转化率与容器II中CH₄的转化率之和小于1

（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO₂零排放，其基本原理如图所示：

①上述生产过程的能量转化方式是。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO₂，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为，阴极的电极反应式为。

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