万考题-全国中小学题库

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1． CH₄-CO₂重整反应[CH₄(g)+CO₂(g)=2CO(g)+2H₂(g) △H=+247kJ/mol]在大力推进生态文明建设、“碳达峰”、“碳中和”的时代背景下，受到更为广泛的关注。

I．该反应以两种温室气体为原料，可以生成合成气。如何减少反应过程中的催化剂积炭，是研究的热点之一、某条件下，发生主反应的同时，还发生了积炭反应：

CO歧化：2CO(g)=CO₂(g)+C(s) △H=-172kJ/mol

CH₄裂解：CH₄(g)=C(s)+2H₂(g) △H=+75kJ/mol

对积炭反应进行计算，得到以下温度和压强对积炭反应中平衡炭量的影响图，其中表示温度和压强对CH₄裂解反应中平衡炭量影响的是(选填序号)，理由是。

实验表明，在重整反应中，低温、高压时会有显著积炭产生，由此可推断，对于该重整反应而言，其积炭主要由反应产生。

综合以上分析，为抑制积炭产生，应选用高温、低压条件。

II．该重整反应也可用于太阳能、核能、高温废热等的储存，储能研究是另一研究热点。

该反应可以储能的原因是。

某条件下，除发生主反应外，主要副反应为CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g) △H=+41kJ/mol。研究者研究反应物气体流量、CH₄/CO₂物质的量比对CH₄转化率(X_CH4)、储能效率的影响，部分数据如下所示。

（资料）储能效率：热能转化为化学能的效率，用η_chem表示。η_chem=Q_chem/Q。其中，Q_chem是通过化学反应吸收的热量，Q是设备的加热功率。

序号	加热温度/℃	反应物气体流量/L·min^-1	CH₄/CO₂	XCH₄/%	η_chem/%
①	800	4	2：2	79.6	52.2
②	800	6	3：3	64.2	61.9
③	800	6	2：4	81.1	41.6

气体流量越大，CH₄转化率越低，原因是：随着流量的提高，反应物预热吸热量增多，体系温度明显降低，。

对比实验(填序号)，可得出结论：CH₄/CO₂越低，CH₄转化率越高。

对比②、③发现，混合气中CO₂占比越低，储能效率越高，原因可能是(该条件下设备的加热功率视为不变)。

难度：中等题型:模拟题来源：北京市昌平区2021年高考化学二模试卷

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2． 1905年德国化学家哈伯发明了合成氨的方法。他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。哈伯法合成氨需要在20—50MPa的高压和500℃的高温下，用铁作催化剂，且氨转化率10%-15%。2005年6月27日美国化学会刊报道，美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为transFe(DMeOPrPE)₂Cl₂的铁化合物。用transFe(DMeOPrPE)₂Cl₂作催化剂，在常温常压下合成出氨，反应可表示为N₂+3H₂ $\text{[math]}$ 2NH₃ ，有关说法正确的是( )

A: 不同的催化剂对化学反应速率影响均相同

B: 新法合成与哈伯法相比不需要在高温条件下，可节约大量能源，极具发展远景

C: 新法合成能在常温下进行是因为不需要断裂化学键

D: 哈伯法合成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应

难度：中等题型:常考题来源：高中化学高二年级2020—2021学年人教版（2019）选择性必修一 2.4 化学反应的调控

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3．氢气是非常有前途的新型能源，氢能开发中的一个重要问题就是如何制取氢气。以水为原料大量制取氢气最理想的途径是（）

A: 寻找更多的化石燃料，利用其燃烧放热，使水分解产生氢气

B: 利用太阳能直接使水分解产生氢气

C: 以焦炭和水反应制取水煤气分离出氢气

D: 由热电站提供电力电解水产生氢气

难度：中等题型:常考题来源：浙江省温州环大罗山联盟2020-2021学年高一下学期化学期中考试试卷

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4． 1909年，德国化学家哈伯经过反复实验研究发现工业合成氨的可能性。1913年，在德国工程师博施努力下，一个年产7000吨的合成氨工厂建成并投产，合成氨的工业化生产终于实现。因此，哈伯和博施都获得了诺贝尔化学奖。

化学键	H－H	N≡N	N－H
键能(kJ/mol)	436	946	391

键能：常温常压下，将1 mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需要的能量。请回答下列问题：

根据上表中所给数据判断：N₂(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)为热反应(填“放”或“吸”)；

下列措施中能加快合成氨反应速率的是___________；

在一个恒温恒容的密闭容器中，发生可逆反应N₂(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)，下列情况能说明反应已达到化学平衡状态的是___________；

为了提高合成氨的物料利用率和工作效率，科学家们正在制作合成氨原电池。右图为合成氨原电池的原理图，则电极a为极(填“正”或“负”)。

难度：中等题型:常考题来源：浙江省七彩阳光新高考研究联盟2020-2021学年高一下学期化学期中考试试卷

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5．根据能量变化示意图，下列说法正确的是（）

A: 断开1 mol HCl(g)中的H－Cl键需要吸收863.5 kJ能量

B: 反应H₂(g)＋Cl₂(g)=2HCl(g)，反应物的总能量小于生成物的总能量

C: H₂(g)和Cl₂(g)形成1 mol HCl(g)释放184.4 kJ的能量

D: 2 mol HCl(g)分解成1 mol H₂(g)和1 mol Cl₂(g)需要吸收184.4 kJ热量

难度：中等题型:常考题来源：浙江省七彩阳光新高考研究联盟2020-2021学年高一下学期化学期中考试试卷

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6．运用相关化学知识进行判断，下列结论正确的是（）

A: 需要加热或高温的条件才能发生的反应一定是吸热反应

B: 对于正向吸热的可逆反应，其他条件不变时，升高温度可以使正反应速率增大，逆反应速率减小

C: 为了减小稀盐酸与过量石灰石反应的速率，可向反应体系中加入适量的蒸馏水

D: 增大反应物浓度可加快反应速率，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H₂的速率

难度：中等题型:常考题来源：浙江省北斗联盟2020-2021学年高一下学期化学期中考试试卷

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7．下列物质间反应，其能量变化符合如图所示的是（）

A: 碳酸钙的分解

B: 灼热的炭与二氧化碳反应

C: Ba(OH)₂·8H₂O晶体和NH₄Cl晶体混合

D: NaOH和盐酸反应

难度：中等题型:常考题来源：浙江省北斗联盟2020-2021学年高一下学期化学期中考试试卷

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8．近年来甲醇用途日益广泛，越来越引起商家的关注，工业上甲醇的合成途径多种多样。现在实验室中模拟甲醇合成反应，在2 L密闭容器内，400℃时发生反应：CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)，体系中甲醇的物质的量n(CH₃OH)随时间的变化如表：

时间(s)	0	1	2	3	5
n(CH₃OH)(mol)	0	0.009	0.012	0.013	0.013

图中表示CH₃OH的浓度变化的曲线是(填字母)。

用H₂表示从0~2s内该反应的平均速率v(H₂)=。随着反应的进行，该反应的速率逐渐减慢的原因是。

该反应是一个放热反应，说明该反应中破坏1 mol CO和2 mol H₂的化学键吸收的能量形成1mol CH₃OH释放的能量(填“<”、“=”或“>”)。

已知在400℃时，反应CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)生成1 mol CH₃OH(g)，放出的热量为116 kJ。计算上述反应达到平衡时放出的热量Q=kJ。

甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。电池的总反应式为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2 $\text{[math]}$ +6H₂O

则电池放电时通入空气的电极为(“正”或“负”)极；从电极反应来看，每消耗1 mol CH₃OH转移mol电子。

难度：中等题型:常考题来源：山东省临沂市兰陵县2020-2021学年高一下学期化学期中考试试卷

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9．根据如图所示的N₂(g)和O₂(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况，判断下列说法正确的是（）

A: 该反应为放热反应

B: 2 mol氮原子结合生成N₂(g)时需要放出946kJ能量

C: 1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要放出632kJ能量

D: NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水

难度：中等题型:常考题来源：山东省临沂市兰陵县2020-2021学年高一下学期化学期中考试试卷

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10．下列叙述错误的是（）

A: 酸雨的pH小于5.6

B: 能用浓硫酸干燥二氧化硫气体

C: 铁粉与硫粉反应生成硫化亚铁是放热反应

D: 锌锰干电池中，锌筒作正极

难度：中等题型:常考题来源：山东省临沂市兰陵县2020-2021学年高一下学期化学期中考试试卷

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