第72頁(yè)（共72頁(yè)）2026高考化學(xué)復(fù)習(xí)新題速遞之化學(xué)反應(yīng)與能量（解答大題）（2025年7月）一．解答題（共20小題）1．（2025春?福州期末）Ⅰ．某化學(xué)小組為了研究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：（實(shí)驗(yàn)原理：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝2MnSO4+10CO2↑+8H2O+K2SO4）（實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及記錄）實(shí)驗(yàn)編號(hào)室溫下，試管中所加試劑及其用量/mL室溫下溶液褪色至無(wú)色所需時(shí)間/min0.6mol/LH2C2O4溶液H2O0.1mol/LKMnO4溶液3mol/LH2SO4溶液13.013.02.02.08.022.0V12.02.010.4請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）請(qǐng)完成上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表：V1＝。（2）利用實(shí)驗(yàn)1中數(shù)據(jù)計(jì)算，反應(yīng)速率為v（KMnO4）＝。（3）該小組同學(xué)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了n（Mn2+）隨時(shí)間變化趨勢(shì)的示意圖，如圖1所示。但有同學(xué)查閱已有的實(shí)驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中n（Mn2+）隨時(shí)間變化的趨勢(shì)應(yīng)如圖2所示。該小組同學(xué)根據(jù)圖2所示信息提出了新的假設(shè)，并繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。該小組同學(xué)提出的假設(shè)是。Ⅱ．近年來(lái)，我國(guó)化工技術(shù)獲得重大突破，利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑的作用下合成甲醇（CH3OH）是其中的一個(gè)研究項(xiàng)目，該研究發(fā)生的主要反應(yīng)如下：?。瓹O與H2反應(yīng)合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）ⅱ．CO2與H2反應(yīng)合成甲醇：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）（4）上述反應(yīng)符合原子經(jīng)濟(jì)性的是反應(yīng)（填“ⅰ”或“ⅱ”）。（5）一定條件下，在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)ⅰ。反應(yīng)過(guò)程的能量變化情況如圖所示，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。（6）一定溫度下，在容積固定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)ii，下列說(shuō)法可以表明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是。A．3v（CO2）＝v（H2）B．單位時(shí)間內(nèi)消耗3molH2，同時(shí)生成1mol的CH3OHC．容器內(nèi)氣體密度不再改變D．CH3OH的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化（7）H2還原CO電化學(xué)法制備甲醇（CO+2H2＝CH3OH，CH3OH中C化合價(jià)為﹣2價(jià)）的工作原理如圖所示。通入H2的一端是電池的（填“正”或“負(fù)”）極，電池工作過(guò)程中H+通過(guò)質(zhì)子膜向（填“左”或者“右”）移動(dòng)，通入CO的一端發(fā)生的電極反應(yīng)為。2．（2025春?黑龍江校級(jí)期末）分析原電池的工作原理，制作簡(jiǎn)易電池。（1）某原電池實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。①該裝置中作負(fù)極的是（填“銅片”或“鋅片”）。②寫(xiě)出銅片上發(fā)生的電極反應(yīng)：。③電流表指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明該裝置實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向的轉(zhuǎn)化。（2）某鋰—空氣電池的總反應(yīng)為4Li+O2+2H2O＝4LiOH，其工作原理示意圖如圖2。下列說(shuō)法正確的是（填字母）。a．鋰片作負(fù)極b．O2發(fā)生還原反應(yīng)（3）燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的供電裝置，如H2燃料電池，其電極總反應(yīng)為2H2+O2＝2H2O。①則負(fù)極通入的氣體為：。②若此燃料電池電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為。3．（2025春?房山區(qū)期末）我國(guó)科學(xué)家研發(fā)的通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電電解水制氫，再將二氧化碳催化加氫合成甲醇（CH3OH）的項(xiàng)目為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)做出了貢獻(xiàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：Ⅰ.一定溫度下，在2L容積不變的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，發(fā)生反應(yīng)：CO2+3H2?催化劑CH3OH+H2O測(cè)得CO2t/min0251015n（CO2）/mol10.75（1）從反應(yīng)開(kāi)始到5min末，CO2的平均反應(yīng)速率v（CO2）＝mol?L﹣1?min﹣1。（2）對(duì)比表中數(shù)據(jù)，從0min到5minCO2的物質(zhì)的量變化比反應(yīng)5min到10minCO2的物質(zhì)的量變化更大，可能的原因是。（3）二氧化碳催化加氫合成甲醇為放熱反應(yīng)，能合理表示該過(guò)程能量變化的示意圖是。（4）下列能作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是（填字母）。a.斷裂3molH—H的同時(shí)形成3molH—Ob.氣體的壓強(qiáng)不再變化c.混合氣體中氫氣的濃度不再變化Ⅱ.甲醇燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化高、綠色無(wú)污染等特點(diǎn)，工作原理如圖所示。（5）電極A是電池的極。（6）稀硫酸溶液中，SO42-的移動(dòng)方向?yàn)椋ㄌ睢癆→B”或“B→（7）寫(xiě)出電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)式：。4．（2025春?武強(qiáng)縣校級(jí)期末）利用化學(xué)反應(yīng)不僅可以得到新物質(zhì)，還能獲取能量或?qū)崿F(xiàn)不同形式能量之間的轉(zhuǎn)化。已知下列化學(xué)反應(yīng)：?。畾錃馊紵?H2+O2＝2H2O；ⅱ．太陽(yáng)光分解水制氫氣：2H2O＝2H2↑+O2↑。（1）判斷反應(yīng)ⅰ、ⅱ不互為可逆反應(yīng)，原因是。（2）從能量轉(zhuǎn)化角度分析，反應(yīng)ⅱ為（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。（3）目前，氫能源汽車(chē)已在我國(guó)多個(gè)城市紛紛亮相，氫能源汽車(chē)的心臟是氫氧燃料電池。某種氫氧燃料電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示：①a處通入的氣體是（填“H2”或“O2”）。b處通入的氣體發(fā)生（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)。②電池每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6LH2，電路中通過(guò)的電子的物質(zhì)的量為mol。5．（2025?邛崍市校級(jí)二模）重慶正著力打造“西部氫谷”，推動(dòng)建設(shè)“成渝氫走廊”。利用甲酸（HCOOH）來(lái)制氫和儲(chǔ)氫是氫能研究的一個(gè)方向。（1）我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，Rh催化單分子甲酸分解制H2的過(guò)程如圖所示，其中帶“*”的物質(zhì)表示吸附在Rh表面，該反應(yīng)過(guò)程中決定反應(yīng)速率步驟的反應(yīng)方程式為；甲酸分解制H2的熱化學(xué)方程式可表示為HCOOH（g）＝CO2（g）+H2（g）ΔH＝eV?mol﹣1（圖1中能量單位為eV，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示）（2）一定條件下，CO2可轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等。已知CO2與H2在固載金屬催化劑上可發(fā)生以下反應(yīng)：反應(yīng)?。瓹O2（g）+H2（g）?HCOOH（g）ΔH1反應(yīng)ⅱ．CO2（g）+H2（g）?H2O（g）+CO（g）ΔH2＞0在一定壓強(qiáng)下，按n（H2）：n（CO2）＝1：1投料，發(fā)生反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ，反應(yīng)相同時(shí)間，CO2的轉(zhuǎn)化率及HCOOH選擇性（甲酸選擇性=甲酸的物質(zhì)的量消耗①一定溫度下，同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和甲酸選擇性可采取的措施有（任寫(xiě)一條）。②若M點(diǎn)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，體系中H2的分壓為aMPa，則673K時(shí)反應(yīng)ⅰ的分壓平衡常數(shù)計(jì)算式Kp＝（MPa）﹣1。③當(dāng)溫度高于673K，隨溫度升高，反應(yīng)ⅰ與反應(yīng)ⅱ的反應(yīng)速率相比，增加更顯著的是反應(yīng)（填“ⅰ”或“ⅱ”），判斷的依據(jù)是。（3）天津大學(xué)張兵教授團(tuán)隊(duì)以CO2與辛胺[CH3（CH2）7NH2]為原料實(shí)現(xiàn)了甲酸和辛腈[CH3（CH2）6NH2]的高選擇性合成，裝置工作原理如圖3所示。①工作時(shí)，In/In2O3﹣x電極上發(fā)生（填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”）。②工作時(shí)，每轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上Ni2P電極上有g(shù)辛腈生成。6．（2025春?深圳期末）研究非金屬化合物具有重要意義，請(qǐng)完成一下問(wèn)題。（1）Bunsen熱化學(xué)循環(huán)制氫工藝由下列三個(gè)反應(yīng)組成：SO2（g）+I2（g）+2H2O（g）＝2HI（g）+H2SO4（l）ΔH1＝akJ?mol﹣12H2SO4（l）＝2H2O（g）+2SO2（g）+O2（g）ΔH2＝bkJ?mol﹣12HI（g）＝H2（g）+I2（g）ΔH3＝ckJ?mol﹣1則：2H2O（g）＝2H2（g）+O2（g）ΔH＝kJ?mol﹣1（用含a、b、c的式子表示）。（2）NO2（g）和CO（g）反應(yīng)生成CO2（g）和NO（g）過(guò)程中能量變化如圖所示，該反應(yīng)反應(yīng)物的總能量（填“小于”或“大于”）生成物的總能量。請(qǐng)寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：。（3）為解決焦?fàn)t煤氣排放問(wèn)題，我國(guó)利用焦?fàn)t煤氣制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C與O之間為三鍵連接，且合成甲醇的主要反應(yīng)原理為CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g）ΔH。甲醇結(jié)構(gòu)如圖，表中所列為常見(jiàn)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：化學(xué)鍵C—CC—HH—HC—OC≡O(shè)H—O鍵能kJ/mol348414436326.81032464則該反應(yīng)的ΔH＝kJ?mol﹣1。（4）將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反應(yīng)回收S，其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖所示（圖中省略H+、OH﹣、H2O）。①該循環(huán)過(guò)程中Fe3+的作用是，圖示總反應(yīng)的化學(xué)方程式為。②已知上述總反應(yīng)消耗1molH2S（g）時(shí)放出akJ熱量，則該總反應(yīng)中轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子時(shí)，放出kJ熱量。（用含a的式子表示）（5）673K時(shí)，各步反應(yīng)的能量變化如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的粒子用“*”標(biāo)注。該歷程中決速步驟的反應(yīng)方程式為。（6）Na—CO2電池可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CO2的利用，該電池放電的反應(yīng)方程式為：4Na+3CO2＝2Na2CO3+C．其工作原理如圖所示（固體沉積物中含兩種固體）。請(qǐng)寫(xiě)出正極的反應(yīng)方程式。7．（2025?高郵市開(kāi)學(xué)）氫能是理想清潔能源，氫能產(chǎn)業(yè)鏈由制氫、儲(chǔ)氫和用氫組成。（1）利用鐵及其氧化物循環(huán)制氫，原理如圖1所示。反應(yīng)器1中被氧化的元素有；含CO和H2的總物質(zhì)的量為9mol的混合氣體通過(guò)該方法制氫，理論上可獲得8molH2至少需通入標(biāo)況下的空氣為L(zhǎng)（設(shè)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)占15（2）HCHO電催化釋氫。催化電解含較低濃度的HCHO、NaOH混合溶液，可獲得H2與HCOONa（如圖2所示），其中電極b表面覆蓋一種Mo與P形成的化合物（晶體部分結(jié)構(gòu)如圖3所示）作催化劑。①催化劑可由MoO2與（NH4）2HPO4混合物與H2高溫灼燒制得（反應(yīng)中N元素化合價(jià)不變），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。②電解時(shí)，電極b上同時(shí)產(chǎn)生H2與HCOO﹣的物質(zhì)的量之比為1：2，電解過(guò)程中每產(chǎn)生0.5molH2通過(guò)陰離子交換膜的OH﹣為mol。（3）CO2/HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應(yīng)用。①CO2催化加氫。在密閉容器中，向含有催化劑的KHCO3溶液（CO2與KOH溶液反應(yīng)制得）中通入H2生成HCOO﹣其離子方程式為；其他條件不變，HCO3-轉(zhuǎn)化為HCOO﹣的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖4所示。反應(yīng)溫度在40℃～70℃范圍內(nèi)，HCOO﹣產(chǎn)率迅速上升原因是②使用含氨基物質(zhì)（化學(xué)式為CN—NH2CN是一種碳衍生材料）聯(lián)合Pd﹣Au催化劑儲(chǔ)氫，可能機(jī)理如圖5所示。氨基能將HCO3-控制在催化劑表面，其原理是氨基能與HCO3-之間形成氫鍵。請(qǐng)結(jié)合機(jī)理圖畫(huà)出它們之間的氫鍵。請(qǐng)?jiān)诖痤}卡相應(yīng)位置畫(huà)出。③已知Pd﹣Au催化劑的Pd﹣Au粒徑隨著含金量的增加而逐漸增大。Pd﹣Au比例與Pd﹣Au/CN—NH2催化劑捕獲CO2加氫能力的關(guān)系（數(shù)值越大，催化劑效果越好）如圖6所示。由圖可知Pd﹣Au比例為1時(shí)催化效果最好，請(qǐng)說(shuō)明原因。8．（2025春?眉山期末）近年來(lái)，我國(guó)化工技術(shù)獲得重大突破，利用合成氣（主要成分為CO2和H2等）在催化劑的作用下合成甲醇（CH3OH）是其中的一個(gè)研究項(xiàng)目，該研究發(fā)生的主要反應(yīng)之一如下：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）。回答下列問(wèn)題：（1）已知反應(yīng)的體系能量變化如圖所示，則該反應(yīng)為（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。（2）在一定條件下的密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)，下列情況不能說(shuō)明該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡的有（填標(biāo)號(hào)）。A．v正（CO2）＝3v逆（H2）B．CH3OH的含量保持不變C．CO2和H2的濃度不再發(fā)生改變D．單位時(shí)間內(nèi)消耗3molH2，同時(shí)生成1mol的CH3OH（3）若在容積為1L的恒容密閉容器中，充入1molCO2和3molH2進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得CO2（g）和CH3OH（g）的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示：①3min時(shí)，正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率（填“＞”“＜”或“＝”）。②3min～9min，CO2的平均反應(yīng)速率v（CO2）＝mol?L﹣1?min﹣1（保留兩位有效數(shù)字）。③12min時(shí)，v正（CH3OH）v逆（H2）（填“＞”“＜”或“＝”）。（4）甲醇可直接應(yīng)用于燃料電池，其工作原理如圖所示（H+交換膜允許H+和水通過(guò)）：①外電路中電子的移動(dòng)方向是極（填“a→b”或“b→a”）。②a電極的電極反應(yīng)式為。③若燃料電池消耗32g的CH3OH，則理論上需要的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為。9．（2025春?河?xùn)|區(qū)期末）氮的化合物是重要的化工原料，其轉(zhuǎn)化一直是化學(xué)研究的熱點(diǎn)。Ⅰ．氨催化氧化制硝酸氨催化氧化法是制硝酸的重要步驟，探究氨催化氧化反應(yīng)的裝置如圖所示：（1）氨催化氧化時(shí)會(huì)生成副產(chǎn)物N2O。寫(xiě)出NH3與氧氣在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學(xué)方程式。（2）裝置M的名稱是；一段時(shí)間后，觀察到裝置M中有白煙生成，該白煙成分是（寫(xiě)化學(xué)式）。（3）再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間觀察到裝置N中溶液變成藍(lán)色，裝置N中溶液變成藍(lán)色的原因是。Ⅱ．尾氣處理（4）已知8.5gNH3與NO完全反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水，放出226kJ的熱量。寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。（5）NaClO溶液能有效去除NO。25℃時(shí)，NO的去除率隨pH的變化如圖2所示（用鹽酸調(diào)節(jié)pH）；pH＝4時(shí)，NO的去除率隨溫度的變化如圖3所示。①25℃時(shí)，隨著pH降低，NO脫除率增大的原因是。②pH＝4時(shí)，60～80℃間NO脫除率下降的原因是。（6）直接供氨燃料電池如圖4所示，氨被直接輸送到燃料電池的陽(yáng)極，并在催化劑作用下氧化，總反應(yīng)為：4NH3+3O2＝2N2+6H2O。寫(xiě)出直接供氮燃料電池負(fù)極反應(yīng)：；正極反應(yīng)：。10．（2025春?淅川縣校級(jí)期末）回答下列問(wèn)題。（1）某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行如圖甲所示實(shí)驗(yàn)a和b，請(qǐng)判斷b中溫度（填“升高”或“降低”）。反應(yīng)過(guò)程（填“a”或“b”）的能量變化可用圖乙表示。（2）化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時(shí)放出的能量不同引起的，圖為N2（g）和O2（g）反應(yīng)生成NO（g）過(guò)程中的能量變化：①該反應(yīng)為反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）。②該反應(yīng)中，每生成1molNO（g），放出（或吸收）熱量kJ。（3）潛艇中使用的液氨﹣液氧燃料電池工作原理如圖所示：①電極a是（填“正極”或“負(fù)極”）。②電解質(zhì)溶液中OH﹣離子向移動(dòng)（填“電極a”或“電極b”）。③電極a的電極反應(yīng)式為。（4）通過(guò)電化學(xué)方式用二氧化硫一空氣燃料電池，稀硫酸做電解質(zhì)溶液制備濃硫酸，不僅能將熱能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)還更環(huán)保，原理如圖所示。①負(fù)極的電極反應(yīng)式為。②該電池每消耗32gSO2，理論上至少需要消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為L(zhǎng)。11．（2025春?大興區(qū)期末）碳中和（CO2的排放總量和減少總量相當(dāng)）對(duì)于改善環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要。（1）以TiO2為催化劑的光熱化學(xué)循環(huán)分解CO2反應(yīng)為碳中和提供了一條新途徑，涉及主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2C已知：反應(yīng)中各分子化學(xué)鍵完全斷裂時(shí)的能量變化如圖所示：依據(jù)圖示數(shù)據(jù)分析，2molCO2完全分解生成2molCO和1molO2時(shí)需要（填“吸收”或“放出”）kJ能量。（2）為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，科學(xué)家提出用氧化鋯鋅作催化劑，將CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)原料甲醇（CH3OH），該反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）。Ⅰ．在容積為2L的恒溫密閉容器中，充入1molCO2和3molH2后，CO2和CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。①用CO2的濃度變化表示0～2min內(nèi)，該反應(yīng)的平均速率；2min時(shí)，正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率（填“＞”“＜”或“＝”）；若將容器的容積變?yōu)?L，此時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率（填“增大”“減小”或“不變”）。②對(duì)于上述反應(yīng)，下列敘述正確的是（填序號(hào)）。a．0～8min內(nèi)，正反應(yīng)速率先減小后保持不變b．恒溫恒容條件下，氣體的密度保持不變c．其它條件不變，若起始時(shí)通入適量的N2（不參與反應(yīng)），化學(xué)反應(yīng)速率增大Ⅱ．甲醇（CH3OH）是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料，利用CH3OH與O2的反應(yīng)可設(shè)計(jì)燃料電池，裝置如圖所示：①該裝置可將能轉(zhuǎn)化為能。②通入CH3OH的一端是電池的（填“正”或“負(fù)”）極，當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子時(shí)，消耗O2的物質(zhì)的量為mol。12．（2025春?濰坊期末）目前，煤在我國(guó)仍然是第一能源，研究煤的綜合利用意義重大。（1）工業(yè)上可通過(guò)煤的氣化來(lái)實(shí)現(xiàn)煤的綜合利用。已知298K、101kPa時(shí)，幾種物質(zhì)的摩爾燃燒焓（煤的燃燒焓可用石墨的燃燒焓數(shù)據(jù)粗略估算）：物質(zhì)化學(xué)式ΔH/（kJ?mol﹣1）石墨C（s）﹣393.5氫氣H2（g）﹣285.8一氧化碳CO（g）﹣283.0298K、101kPa時(shí)，1molH2O（l）變?yōu)镠2O（g）需要吸收44.0kJ的熱量，則上述煤的氣化反應(yīng)C（s）+H2O（g）高溫CO（g）+H2（g）ΔH＝kJ?mol（2）煤燃燒產(chǎn)生的二氧化硫會(huì)對(duì)大氣造成污染，一種二氧化硫﹣空氣質(zhì)子交換膜燃料電池裝置如圖a所示。①質(zhì)子的移動(dòng)方向?yàn)椋ㄌ睢皬腁到B''或“從B到A”）。②負(fù)極的電極反應(yīng)式為。（3）為了減少對(duì)環(huán)境的污染，利用圖a電池作為直流電源電解脫硫FeS2）的基本原理如圖b所示。①陰極的電極反應(yīng)式為。②設(shè)圖b混合液中H+的初始物質(zhì)的量為nmol，處理1molFeS2消耗SO2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為L(zhǎng)，反應(yīng)后混合液中H+的物質(zhì)的量為mol。13．（2025春?開(kāi)福區(qū)校級(jí)期末）二甲醚（CH3OCH3）是一種綠色、可再生的新能源。（1）①二甲醚（CH3OCH3）與乙醇（CH3CH2OH）的關(guān)系是。②25℃、101kPa時(shí)，若1g二甲醚氣體完全燃燒生成液態(tài)水放出mkJ的熱量，二甲醚燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：。（2）一定條件下，可用下列反應(yīng)制得二甲醚：2CO（g）+4H2（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）。①在體積為2L的密閉容器中，通入一定量的一氧化碳和氫氣，2min末生成9g水，2min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為mol/（L?min）。②下列措施能夠使該反應(yīng)速率加快的是（填標(biāo)號(hào)）。A．升高溫度B．減小壓強(qiáng)C．及時(shí)移走二甲醚③若該反應(yīng)在恒溫恒壓密閉容器中進(jìn)行，下列能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是（填標(biāo)號(hào)）。A．單位時(shí)間內(nèi)生成1molCO，同時(shí)消耗2molH2B．容器內(nèi)氣體的密度不再變化C．容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不再變化D．CH3OCH3與H2O的物質(zhì)的量相等（3）二甲醚（CH3OCH3）燃料電池的工作原理如圖所示。①b電極的名稱是（填“正極”或“負(fù)極”）。②a電極的電極反應(yīng)式為。14．（2025春?常州期末）大氣中的N2是取之不盡的天然資源，高效利用氮元素具有重要意義。（1）豆科植物根瘤中的固氮酶能將N2直接轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的（填化學(xué)式）作為自身的養(yǎng)料。（2）20世紀(jì)初，德國(guó)科學(xué)家哈伯在實(shí)驗(yàn)室首次用N2和H2合成了氨。已知幾種化學(xué)鍵的鍵能如下：化學(xué)鍵H—HN—HN＝N鍵能/kJ?mol﹣1）436391946①寫(xiě)出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：。②NH3在純氧中能夠燃燒生成N2和H2O，已知H2的燃燒熱ΔH＝﹣286kJ?mol﹣1，則4NH3（g）+3O2（g）═2N2（g）+6H2O（l）的ΔH＝kJ?mol﹣1。③NH3經(jīng)催化氧化獲得NO，再進(jìn)一步氧化，并與水反應(yīng)可制備HNO3，寫(xiě)出NH3發(fā)生催化氧化反應(yīng)的化學(xué)方程式：。（3）研究發(fā)現(xiàn)可用電解法以N2為原料直接制備HNO3其原理示意如圖。①寫(xiě)出陽(yáng)極發(fā)生主要反應(yīng)的電極反應(yīng)式：。②研究表明，電解法中N2轉(zhuǎn)化可能的途徑為：N2→ⅰNO電極a表面還發(fā)生反應(yīng)：H2O→ⅲO反應(yīng)ⅲ的存在，有利于途徑ⅱ，原因是。③人工固氮是高能耗的過(guò)程，請(qǐng)結(jié)合N2分子結(jié)構(gòu)解釋原因：。用電解法以N2為原料直接制備HNO3為N2的利用提供了一種新的思路。15．（2024秋?龍華區(qū)期末）Ⅰ.化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化，獲取反應(yīng)能量變化有多條途徑?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）理論研究表明，在101kPa和298K下，HCN（g）＝HNC（g）異構(gòu)化反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示，HCN與HNC穩(wěn)定性較弱的是。（2）已知：化學(xué)鍵種類C—HN—HC＝N鍵能（kJ/mol）abc計(jì)算可得：HNC（g）＝HCN（g）ΔH＝kJ/mol（用含a、b的式子表示）。（3）神舟系列火箭用偏二甲肼C2H8N2作燃料，N2O4作氧化劑，反應(yīng)后產(chǎn)物無(wú)污染。已知：反應(yīng)1：N2（g）+2O2（g）＝N2O4（g）ΔH1＝xkJ?mol反應(yīng)2：C寫(xiě)出C2H8N2（l）和N2O4（g）反應(yīng)生成N2（g）、CO2（g）、H2O（g）的熱化學(xué)方程式：。Ⅱ.圖1是工業(yè)上用電解法在強(qiáng)堿性條件下除去廢水中CN的裝置，發(fā)生的反應(yīng)有：ⅰ.CN﹣﹣2e﹣+2OH﹣＝CNO﹣+H2Oⅱ.2Cl﹣﹣2e﹣＝Cl2↑ⅲ.3（4）石墨電極上發(fā)生（選填“氧化”或“還原”）反應(yīng)；陰極反應(yīng)式為。（5）電解過(guò)程中有關(guān)微粒定向移動(dòng)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是。a.電子由電極b經(jīng)導(dǎo)線流向鐵電極b.電流由鐵電極經(jīng)溶液流向石墨電極c.CT、CN﹣移向石墨電極d.Na+移向鐵電極（6）為了使電解池連續(xù)工作，需要不斷補(bǔ)充。16．（2025春?孝感期末）知識(shí)的梳理和感悟是有效學(xué)習(xí)的方法之一．某學(xué)習(xí)小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水”的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行梳理，形成如下問(wèn)題（顯示的電極均為石墨）．（1）圖1中，電解一段時(shí)間后，氣球b中的氣體是（填化學(xué)式），U形管（填“左”或“右”）邊的溶液變紅．（2）利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，電解可制備“84”消毒液的有效成分，則c為電源的極；該發(fā)生器中反應(yīng)的總離子方程式為．（3）氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)（電）能30%以上．該工藝的相關(guān)物質(zhì)傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖3所示（其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽(yáng)離子通過(guò)）．①燃料電池B中的電極反應(yīng)式分別為：負(fù)極，正極．②分析圖3可知，氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%、b%、c%由大到小的順序?yàn)椋?7．（2025春?濰坊期中）分析下列化學(xué)電源的工作原理。（1）培根型堿性氫氧燃料電池和質(zhì)子交換膜氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示：①裝置a存在電解質(zhì)溶液稀釋問(wèn)題，需加裝水蒸氣冷凝裝置，應(yīng)加裝在極（填“正”或“負(fù)”）。②裝置a中負(fù)極的電極反應(yīng)式為。③裝置b工作過(guò)程中，質(zhì)子（H+）從極透過(guò)質(zhì)子交換膜移動(dòng)到極（填“X”或“Y”）。（2）肼（N2H4）—雙氧水燃料電池由于其較高的能量密度而廣受關(guān)注，工作原理如圖所示：①電極電勢(shì)較高的惰性電極是（填“A”或“B”）。②正極電極反應(yīng)式：。③電池隔膜為陽(yáng)離子交換膜，工作過(guò)程中，電解質(zhì)溶液中的Na+向極區(qū)遷移（填“正”或“負(fù)”）。18．（2025春?江陰市期中）甲烷是最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物，可用于制備多種化工原料。Ⅰ.CH4—H2O重整制CO和H2CH4與H2O重整主要發(fā)生下列反應(yīng)：①CH4（g）+H2O（g）＝CO（g）+3H2（g）②CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+H2（g）保持起始投料n（CH4）＝n（H2O）＝1mol，相同壓強(qiáng)下，CH4與H2O平衡時(shí)物質(zhì)的量隨溫度的變化如圖1所示；不同壓強(qiáng)下，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖2所示。（1）圖1中，代表CH4的曲線為（填字母）。（2）圖2中，壓強(qiáng)p1、p2、p3中最大的為。壓強(qiáng)為p3、溫度為650℃，測(cè)得平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量為1.9mol，則CO的物質(zhì)的量為mol。Ⅱ.CH4—CO2直接合成乙酸（3）已知CH4（g）和CH3COOH（g）的燃燒熱分別為890kJ?mol﹣1和923kJ?mol﹣1。請(qǐng)分析反應(yīng)CH4（g）+CO2（g）＝CH3COOH（g）能否自發(fā)及其原因：。Ⅲ.利用CH4燃料電池可以電解制備Ca（H2PO4）2，并得到副產(chǎn)物NaOH、H2、Cl2等，裝置如圖所示。（4）分析上圖中a電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為。（5）①K膜為離子交換膜（填“陰”或“陽(yáng)”），可在產(chǎn)品室得到Ca（H2PO4）2。②a極上通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCH4，陽(yáng)極室Ca2+減少mol。19．（2025春?溫州期中）“碳達(dá)峰”和“碳中和”已經(jīng)成為國(guó)家重大需求和世界科技前沿。如何高效催化轉(zhuǎn)化二氧化碳并制備高價(jià)值的化學(xué)品引起了國(guó)內(nèi)外科研工作者的廣泛關(guān)注。（1）尿素CO（NH2）2合成能夠有效利用二氧化碳和氨氣，反應(yīng)如下：Ⅰ.2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4（s）ΔH1＝﹣159.47kJ?mol﹣1Ⅱ.NH3COONH4（s）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）ΔH2＝+72.49kJ?mol﹣1Ⅲ.2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）ΔH3①反應(yīng)Ⅲ的ΔH3＝kJ?mol﹣1。②以CO2和NH3為原料合成尿素的反應(yīng)中，影響CO2轉(zhuǎn)化率的因素很多，如圖為某特定條件下，不同水碳比n(H2O)n(A.其他條件相同時(shí)，為提高CO2的轉(zhuǎn)化率，生產(chǎn)中可以采取的措施是降低水碳比B.移走部分尿素平衡向正方向移動(dòng)C.當(dāng)溫度低于190℃隨溫度升高CO2轉(zhuǎn)化率逐漸增大，其原因可能是溫度升高平衡向正方向移動(dòng)D.當(dāng)溫度高于190℃后，隨溫度升高CO2轉(zhuǎn)化率逐漸減小，其原因可能是溫度升高發(fā)生了副反應(yīng)③寫(xiě)出尿素與足量鹽酸反應(yīng)的離子方程式。（2）電催化CO2和NO3-合成尿素的裝置如圖所示。生成尿素的電極反應(yīng)式為（3）另一種電催化方法是用CO2和N2合成尿素。CO2先在陰極被還原為中間體CO，再與N2合成尿素。已知CO2在陰極還能被還原為CH4其生成CH4的趨勢(shì)比生成CO的趨勢(shì)更大。但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明，一定時(shí)間內(nèi)，陰極產(chǎn)物中CO的物質(zhì)的量大于CH4，可能的原因?yàn)椤?0．（2025春?江蘇期末）電催化還原CO2是當(dāng)今資源化利用二氧化碳的重點(diǎn)課題，常用的陰極材料有有機(jī)多孔電極材料、銅基復(fù)合電極材料等。（1）一種有機(jī)多孔電極材料（銅粉沉積在一種有機(jī)物的骨架上）電催化還原CO2的裝置示意圖如圖1所示?？刂破渌麠l件相同，將一定量的CO2通入該電催化裝置中，陰極所得產(chǎn)物及其物質(zhì)的量與電壓的關(guān)系如圖2所示。①生成CH3CH2OH的電極反應(yīng)式為。②為減少b電極上副產(chǎn)品H2的產(chǎn)生，可采取的措施為。③控制電壓為1.0V，電解時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol。（2）一種銅基復(fù)合電極材料Au/Cu2O的制備方法：將一定量Cu2O分散至水與乙醇的混合溶液中，向溶液中逐滴滴加HAuCl4（一種強(qiáng)酸）溶液，攪拌一段時(shí)間后離心分離，得Au/Cu2O，溶液變?yōu)樗{(lán)色。寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：。（3）金屬Cu/La復(fù)合電極材料電催化還原CO2制備甲醛和乙醇的可能機(jī)理如圖3所示。研究表明，在不同電極材料上CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖4所示。①圖3中虛線框內(nèi)X的結(jié)構(gòu)為。②與單純的Cu電極相比，利用Cu/La復(fù)合電極材料電催化還原CO2的優(yōu)點(diǎn)是。

2026高考化學(xué)復(fù)習(xí)新題速遞之化學(xué)反應(yīng)與能量（2025年7月）參考答案與試題解析一．解答題（共20小題）1．（2025春?福州期末）Ⅰ．某化學(xué)小組為了研究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：（實(shí)驗(yàn)原理：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝2MnSO4+10CO2↑+8H2O+K2SO4）（實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及記錄）實(shí)驗(yàn)編號(hào)室溫下，試管中所加試劑及其用量/mL室溫下溶液褪色至無(wú)色所需時(shí)間/min0.6mol/LH2C2O4溶液H2O0.1mol/LKMnO4溶液3mol/LH2SO4溶液13.013.02.02.08.022.0V12.02.010.4請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）請(qǐng)完成上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表：V1＝14.0。（2）利用實(shí)驗(yàn)1中數(shù)據(jù)計(jì)算，反應(yīng)速率為v（KMnO4）＝1.25×10﹣3mol?L﹣1?min﹣1。（3）該小組同學(xué)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了n（Mn2+）隨時(shí)間變化趨勢(shì)的示意圖，如圖1所示。但有同學(xué)查閱已有的實(shí)驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中n（Mn2+）隨時(shí)間變化的趨勢(shì)應(yīng)如圖2所示。該小組同學(xué)根據(jù)圖2所示信息提出了新的假設(shè)，并繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。該小組同學(xué)提出的假設(shè)是反應(yīng)生成的Mn2+（MnSO4）對(duì)反應(yīng)起到催化作用。Ⅱ．近年來(lái)，我國(guó)化工技術(shù)獲得重大突破，利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑的作用下合成甲醇（CH3OH）是其中的一個(gè)研究項(xiàng)目，該研究發(fā)生的主要反應(yīng)如下：ⅰ．CO與H2反應(yīng)合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）ⅱ．CO2與H2反應(yīng)合成甲醇：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）（4）上述反應(yīng)符合原子經(jīng)濟(jì)性的是反應(yīng)i（填“ⅰ”或“ⅱ”）。（5）一定條件下，在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)ⅰ。反應(yīng)過(guò)程的能量變化情況如圖所示，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）ΔH＝﹣91kJ?mol﹣1。（6）一定溫度下，在容積固定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)ii，下列說(shuō)法可以表明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是D。A．3v（CO2）＝v（H2）B．單位時(shí)間內(nèi)消耗3molH2，同時(shí)生成1mol的CH3OHC．容器內(nèi)氣體密度不再改變D．CH3OH的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化（7）H2還原CO電化學(xué)法制備甲醇（CO+2H2＝CH3OH，CH3OH中C化合價(jià)為﹣2價(jià)）的工作原理如圖所示。通入H2的一端是電池的負(fù)（填“正”或“負(fù)”）極，電池工作過(guò)程中H+通過(guò)質(zhì)子膜向左（填“左”或者“右”）移動(dòng)，通入CO的一端發(fā)生的電極反應(yīng)為CO+4e﹣+4H+＝CH3OH?！敬鸢浮浚?）14.0；（2）1.25×10﹣3mol?L﹣1?min﹣1；（3）反應(yīng)生成的Mn2+（MnSO4）對(duì)反應(yīng)起到催化作用；（4）i；（5）CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）ΔH＝﹣91kJ?mol﹣1；（6）D；（7）負(fù)；左；CO+4e﹣+4H+＝CH3OH?！痉治觥浚?）根據(jù)“控制變量法”原則，實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2的H2C2O4體積不同，其余組分體積應(yīng)保持一致；（2）根據(jù)反應(yīng)速率定義，實(shí)驗(yàn)1中KMnO4初始濃度為0.1mol?L﹣1，體積2.0mL，稀釋后總體積20mL，故初始濃度為0.01mol?L﹣1；褪色時(shí)間8.0min，KMnO4完全反應(yīng)，Δc＝0.01mol?L﹣1；（3）根據(jù)圖2所示n（Mn2+）后期增長(zhǎng)加快，可推斷產(chǎn)物Mn2+（MnSO4）對(duì)反應(yīng)起催化作用，即“自催化”現(xiàn)象；（4）反應(yīng)ⅰ：CO+2H2?CH3OH，原子利用率100%，符合原子經(jīng)濟(jì)性；反應(yīng)ⅱ：CO2+3H2?CH3OH+H2O，生成副產(chǎn)物H2O，原子經(jīng)濟(jì)性較低；（5）根據(jù)能量圖，反應(yīng)ⅰ的ΔH＝﹣91kJ?mol﹣1，故熱化學(xué)方程式為CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）ΔH＝﹣91kJ?mol﹣1；（6）平衡狀態(tài)的標(biāo)志是“變量不變”，D項(xiàng)CH3OH體積分?jǐn)?shù)不再變化，表明已達(dá)平衡；A、B為速率關(guān)系，C中密度始終不變；（7）H2失去電子作負(fù)極，H+向正極（左）遷移；CO在正極得電子生成CH3OH，電極反應(yīng)為CO+4e﹣+4H+＝CH3OH。【解答】解：（1）實(shí)驗(yàn)是研究外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響，要保證其他條件相同，只有H2C2O4濃度不同，根據(jù)溶液總體積不變，實(shí)驗(yàn)1中溶液總體積為（3.0+13.0+2.0+2.0）mL＝20.0mL，實(shí)驗(yàn)2中V1＝20.0mL﹣（2.0+2.0+2.0）mL＝14.0mL，故答案為：14.0；（2）實(shí)驗(yàn)1中n（KMnO4）＝0.1mol/L×0.002L＝0.0002mol，溶液總體積V＝20.0mL＝0.02L，反應(yīng)時(shí)間t＝8.0min，v=ΔcΔt，Δc故答案為：1.25×10﹣3mol?L﹣1?min﹣1；（3）圖2中n（Mn2+）開(kāi)始增加慢，后增加快，提出的假設(shè)是：反應(yīng)生成的Mn2+（MnSO4）對(duì)反應(yīng)起到催化作用，故答案為：反應(yīng)生成的Mn2+（MnSO4）對(duì)反應(yīng)起到催化作用；（4）原子經(jīng)濟(jì)性是指反應(yīng)物原子全部轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物，反應(yīng)i中反應(yīng)物原子全部轉(zhuǎn)化為CH3OH，反應(yīng)ii中除了CH3OH還有H2O生成，所以符合原子經(jīng)濟(jì)性的是反應(yīng)i，故答案為：i；（5）由圖可知，反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，反應(yīng)放熱，ΔH＝（419﹣510）kJ/mol＝﹣91kJ?mol﹣1，熱化學(xué)方程式為CO(故答案為：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）ΔH＝﹣91kJ?mol﹣1；（6）A．未指明正逆反應(yīng)速率，不能說(shuō)明平衡，故A錯(cuò)誤；B．消耗H2和生成CH3OH都是正反應(yīng)方向，不能說(shuō)明平衡，故B錯(cuò)誤；C．反應(yīng)ii中氣體質(zhì)量和體積都不變，密度始終不變，不能說(shuō)明平衡，故C錯(cuò)誤；D．CH3OH體積分?jǐn)?shù)不變，說(shuō)明各物質(zhì)濃度不變，達(dá)到平衡，故D正確；故答案為：D；（7）通入H2發(fā)生氧化反應(yīng)，是負(fù)極；H+向正極（通入CO的一極，即左）移動(dòng)；通入CO的一端發(fā)生的電極反應(yīng)為CO+4H++4e﹣＝CH3OH，故答案為：負(fù)；左；CO+4e﹣+4H+＝CH3OH?！军c(diǎn)評(píng)】本題以草酸與酸性高錳酸鉀反應(yīng)速率探究為切入點(diǎn)，考查控制變量、速率計(jì)算、自催化假設(shè)、原子經(jīng)濟(jì)性、熱化學(xué)方程式、平衡標(biāo)志及電化學(xué)原理。解題關(guān)鍵是：①控制變量法確保單一因素；②速率計(jì)算注意濃度稀釋；③“變量不變”判斷平衡；④電化學(xué)中電子流向與離子遷移方向?qū)?yīng)。2．（2025春?黑龍江校級(jí)期末）分析原電池的工作原理，制作簡(jiǎn)易電池。（1）某原電池實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。①該裝置中作負(fù)極的是鋅片（填“銅片”或“鋅片”）。②寫(xiě)出銅片上發(fā)生的電極反應(yīng)：2H++2e﹣＝H2↑。③電流表指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明該裝置實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。（2）某鋰—空氣電池的總反應(yīng)為4Li+O2+2H2O＝4LiOH，其工作原理示意圖如圖2。下列說(shuō)法正確的是ab（填字母）。a．鋰片作負(fù)極b．O2發(fā)生還原反應(yīng)（3）燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的供電裝置，如H2燃料電池，其電極總反應(yīng)為2H2+O2＝2H2O。①則負(fù)極通入的氣體為：H2。②若此燃料電池電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L?！敬鸢浮浚?）①鋅片；②2H++2e﹣＝H2↑；③電能；（2）ab；（3）①H2；②11.2L?！痉治觥浚?）①根據(jù)金屬活動(dòng)性順序，Zn比Cu活潑，在原電池中更易失電子，故Zn作負(fù)極；②銅片為正極，溶液中H+得電子生成H2，反應(yīng)式為2H++2e﹣＝H2↑；③電流表偏轉(zhuǎn)說(shuō)明化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；（2）鋰—空氣電池中鋰失電子作負(fù)極；O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)；（3）由總反應(yīng)2H2+O2＝2H2O可知，H2在負(fù)極失去電子生成H2O，負(fù)極通入的氣體為H2，O2在正極得到電子生成H2O?！窘獯稹拷猓海?）①鋅比銅活潑，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液時(shí)，該裝置中作負(fù)極的是鋅片，故答案為：鋅片；②該裝置中銅為正極，H+在正極得到電子生成H2，電極方程式為：2H++2e﹣＝H2↑，故答案為：2H++2e﹣＝H2↑；③電流表指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明有電流產(chǎn)生，該裝置實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化，故答案為：電能；（2）a．該裝置為燃料電池，電子流入的為正極，電子流出的為負(fù)極，Li電極失去電子作為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故a正確；b．氧氣在正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故b正確；故答案為：ab；（3）①由總反應(yīng)2H2+O2＝2H2O可知，H2在負(fù)極失去電子生成H2O，負(fù)極通入的氣體為H2，故答案為：H2；②O2在正極得到電子生成H2O，O元素由0價(jià)下降到﹣2價(jià)，若此燃料電池電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，消耗0.5molO2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.5mol×22.4L/mol＝11.2L，故答案為：11.2L?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查原電池原理等，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行解題。3．（2025春?房山區(qū)期末）我國(guó)科學(xué)家研發(fā)的通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電電解水制氫，再將二氧化碳催化加氫合成甲醇（CH3OH）的項(xiàng)目為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)做出了貢獻(xiàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：Ⅰ.一定溫度下，在2L容積不變的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，發(fā)生反應(yīng)：CO2+3H2?催化劑CH3OH+H2O測(cè)得CO2t/min0251015n（CO2）/mol10.75（1）從反應(yīng)開(kāi)始到5min末，CO2的平均反應(yīng)速率v（CO2）＝0.05mol?L﹣1?min﹣1。（2）對(duì)比表中數(shù)據(jù)，從0min到5minCO2的物質(zhì)的量變化比反應(yīng)5min到10minCO2的物質(zhì)的量變化更大，可能的原因是0～5min時(shí)反應(yīng)物的濃度比5～10min時(shí)反應(yīng)物的濃度更大，反應(yīng)速率更快。（3）二氧化碳催化加氫合成甲醇為放熱反應(yīng)，能合理表示該過(guò)程能量變化的示意圖是D。（4）下列能作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是bc（填字母）。a.斷裂3molH—H的同時(shí)形成3molH—Ob.氣體的壓強(qiáng)不再變化c.混合氣體中氫氣的濃度不再變化Ⅱ.甲醇燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化高、綠色無(wú)污染等特點(diǎn)，工作原理如圖所示。（5）電極A是電池的負(fù)極。（6）稀硫酸溶液中，SO42-的移動(dòng)方向?yàn)锽→A（填“A→B”或“B→（7）寫(xiě)出電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)式：O2+4e【答案】（1）0.05；（2）0～5min時(shí)反應(yīng)物的濃度比5～10min時(shí)反應(yīng)物的濃度更大，反應(yīng)速率更快；（3）D；（4）bc；（5）負(fù)；（6）B→A；（7）O2【分析】（1）根據(jù)v（CO2）=△（2）反應(yīng)物的濃度越大，反應(yīng)速率越快；（3）二氧化碳催化加氫合成甲醇為放熱反應(yīng)，首先是反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂，吸收能量，能量升高，然后是生成新物質(zhì)，放出能量，能量降低；（4）根據(jù)變量不變，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，進(jìn)行分析；（5）原電池中通入燃料的一極為負(fù)極；（6）溶液中陰離子移向負(fù)極；（7）根據(jù)原子守恒、電荷守恒書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。【解答】解：（1）從反應(yīng)開(kāi)始到5min末，CO2的平均反應(yīng)速率v（CO2）=1mol-0.5mol2L5min=故答案為：0.05；（2）對(duì)比表中數(shù)據(jù)，從0min到5minCO2的物質(zhì)的量變化比反應(yīng)5min到10minCO2的物質(zhì)的量變化更大，可能的原因是0～5min時(shí)反應(yīng)物的濃度比5～10min時(shí)反應(yīng)物的濃度更大，反應(yīng)速率更快，故答案為：0～5min時(shí)反應(yīng)物的濃度比5～10min時(shí)反應(yīng)物的濃度更大，反應(yīng)速率更快；（3）二氧化碳催化加氫合成甲醇為放熱反應(yīng)，首先是反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂，吸收能量，能量升高，然后是生成新物質(zhì)，放出能量，能量降低，結(jié)合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，D符合題意，故答案為：D；（4）a.斷裂3molH—H的同時(shí)形成3molH—O，都表達(dá)的是正反應(yīng)速率，無(wú)法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；b.反應(yīng)是氣體分子數(shù)改變的反應(yīng)，氣體的壓強(qiáng)不再變化，即氣體的總物質(zhì)的量不再改變，各組分的物質(zhì)的量不再改變，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；c.混合氣體中氫氣的濃度不再變化，其它組分的濃度也不再改變，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；故答案為：bc；（5）由圖可知，A極通入燃料，則電極A是電池的負(fù)極，故答案為：負(fù)；（6）稀硫酸溶液中，SO42-的移動(dòng)方向?yàn)锽→故答案為：B→A；（7）根據(jù)題意可知，電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：O2故答案為：O2【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查反應(yīng)熱與焓變的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)考查反應(yīng)速率的計(jì)算，原電池原理的應(yīng)用，屬于基本知識(shí)的考查，難度不大。4．（2025春?武強(qiáng)縣校級(jí)期末）利用化學(xué)反應(yīng)不僅可以得到新物質(zhì)，還能獲取能量或?qū)崿F(xiàn)不同形式能量之間的轉(zhuǎn)化。已知下列化學(xué)反應(yīng)：?。畾錃馊紵?H2+O2＝2H2O；ⅱ．太陽(yáng)光分解水制氫氣：2H2O＝2H2↑+O2↑。（1）判斷反應(yīng)ⅰ、ⅱ不互為可逆反應(yīng)，原因是兩者的反應(yīng)條件不同。（2）從能量轉(zhuǎn)化角度分析，反應(yīng)ⅱ為吸熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。（3）目前，氫能源汽車(chē)已在我國(guó)多個(gè)城市紛紛亮相，氫能源汽車(chē)的心臟是氫氧燃料電池。某種氫氧燃料電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示：①a處通入的氣體是H2（填“H2”或“O2”）。b處通入的氣體發(fā)生還原（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)。②電池每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6LH2，電路中通過(guò)的電子的物質(zhì)的量為0.5mol?！敬鸢浮浚?）兩者的反應(yīng)條件不同；（2）吸熱；（3）①H2；還原；②0.5?！痉治觥浚?）氫氣燃燒和太陽(yáng)光分解水制氫氣的反應(yīng)條件不同；（2）從能量轉(zhuǎn)化角度分析，反應(yīng)ⅱ太陽(yáng)光分解水制氫氣為太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；（3）①根據(jù)氫氧燃料電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，左側(cè)電極失電子；②電池每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6LH2，即H2的物質(zhì)的量為0.25mol，根據(jù)負(fù)極電極反應(yīng)H2【解答】（1）氫氣燃燒和太陽(yáng)光分解水制氫氣的反應(yīng)條件不同，因此兩者不互為可逆反應(yīng)，故答案為：兩者的反應(yīng)條件不同；（2）從能量轉(zhuǎn)化角度分析，反應(yīng)ⅱ太陽(yáng)光分解水制氫氣為太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，屬于吸熱反應(yīng)，故答案為：吸熱；（3）①根據(jù)電子流動(dòng)的方向可知左側(cè)電極失電子，應(yīng)為負(fù)極，則a處通入的氣體是H2，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；b處通入的氣體為O2，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故答案為：H2；還原；②標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下5.6LH2的物質(zhì)的量為0.25mol，根據(jù)負(fù)極電極反應(yīng)H2-2e-=2H故答案為：0.5?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查化學(xué)反應(yīng)中能量變化即電化學(xué)相關(guān)計(jì)算，題目比較簡(jiǎn)單。5．（2025?邛崍市校級(jí)二模）重慶正著力打造“西部氫谷”，推動(dòng)建設(shè)“成渝氫走廊”。利用甲酸（HCOOH）來(lái)制氫和儲(chǔ)氫是氫能研究的一個(gè)方向。（1）我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，Rh催化單分子甲酸分解制H2的過(guò)程如圖所示，其中帶“*”的物質(zhì)表示吸附在Rh表面，該反應(yīng)過(guò)程中決定反應(yīng)速率步驟的反應(yīng)方程式為HCOOH*＝HCOO*+H*；甲酸分解制H2的熱化學(xué)方程式可表示為HCOOH（g）＝CO2（g）+H2（g）ΔH＝﹣0.16NAeV?mol﹣1（圖1中能量單位為eV，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示）（2）一定條件下，CO2可轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等。已知CO2與H2在固載金屬催化劑上可發(fā)生以下反應(yīng)：反應(yīng)ⅰ．CO2（g）+H2（g）?HCOOH（g）ΔH1反應(yīng)ⅱ．CO2（g）+H2（g）?H2O（g）+CO（g）ΔH2＞0在一定壓強(qiáng)下，按n（H2）：n（CO2）＝1：1投料，發(fā)生反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ，反應(yīng)相同時(shí)間，CO2的轉(zhuǎn)化率及HCOOH選擇性（甲酸選擇性=甲酸的物質(zhì)的量消耗①一定溫度下，同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和甲酸選擇性可采取的措施有加壓（或其他合理答案）（任寫(xiě)一條）。②若M點(diǎn)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，體系中H2的分壓為aMPa，則673K時(shí)反應(yīng)ⅰ的分壓平衡常數(shù)計(jì)算式Kp＝0.057a（MPa）﹣1③當(dāng)溫度高于673K，隨溫度升高，反應(yīng)ⅰ與反應(yīng)ⅱ的反應(yīng)速率相比，增加更顯著的是反應(yīng)ⅱ（填“ⅰ”或“ⅱ”），判斷的依據(jù)是隨溫度升高，CO2的轉(zhuǎn)化率升高，但HCOOH的選擇性卻迅速下降。（3）天津大學(xué)張兵教授團(tuán)隊(duì)以CO2與辛胺[CH3（CH2）7NH2]為原料實(shí)現(xiàn)了甲酸和辛腈[CH3（CH2）6NH2]的高選擇性合成，裝置工作原理如圖3所示。①工作時(shí)，In/In2O3﹣x電極上發(fā)生還原反應(yīng)（填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”）。②工作時(shí)，每轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上Ni2P電極上有62.5g辛腈生成?！敬鸢浮浚?）HCOOH*＝HCOO*+H*；﹣0.16NA；（2）①加壓（或其他合理答案）；②0.057a③ⅱ；隨溫度升高，CO2的轉(zhuǎn)化率升高，但HCOOH的選擇性卻迅速下降；（3）①還原反應(yīng)；②62.5?！痉治觥浚?）根據(jù)圖示機(jī)理，決定速率的步驟是甲酸分子在Rh表面解離為HCOO和H*；ΔH由終態(tài)與初態(tài)能量差計(jì)算。（2）①根據(jù)勒夏特列原理，反應(yīng)ⅰ氣體分子數(shù)減少，加壓可增CO2轉(zhuǎn)化率與HCOOH選擇性；②Kp用分壓表達(dá)式代入M點(diǎn)數(shù)據(jù)；③升溫時(shí)HCOOH選擇性下降，說(shuō)明副反應(yīng)ⅱ速率增長(zhǎng)更快。（3）①CO2→甲酸為得電子過(guò)程，In/In2O3??電極發(fā)生還原；②根據(jù)辛腈生成反應(yīng)CH3（CH2）6CH2NH2+4OH﹣﹣4e﹣＝CH3（CH2）6CN+4H2O分析?！窘獯稹拷猓海?）活化能越大反應(yīng)速率越慢，而慢反應(yīng)決定總反應(yīng)速率的快慢，由圖可知該反應(yīng)過(guò)程中的決速步驟為：HCOOH*＝HCOO*+H*；由圖可知HCOOH（g）相對(duì)能量為0，生成物CO2（g）、H2（g）的相對(duì)能量和為﹣0.16，則反應(yīng)ΔH＝﹣0.16NAeV?mol﹣1，故答案為：HCOOH*＝HCOO*+H*；﹣0.16NA；（2）①增加壓強(qiáng)，反應(yīng)ⅰ平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)ⅱ不移動(dòng)，故加壓可以提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和甲酸選擇性，故答案為：加壓（或其他合理答案）；②設(shè)CO2和H2初始物質(zhì)的量均為1mol，發(fā)生反應(yīng)i和反應(yīng)ii，673K時(shí)CO2轉(zhuǎn)化率為95%，即CO2共計(jì)消耗0.95mol，根據(jù)甲酸選擇性為0.3%可計(jì)算，在反應(yīng)i中生成n（HCOOH）＝0.95mol×0.3%＝0.00285mol，同時(shí)消耗n（CO2）＝n（H2）＝0.00285mol，則在反應(yīng)ii中，消耗n（CO2）＝n（H2）＝0.94715mol，同時(shí)生成n（CO）＝n（H2O）＝0.94715mol，平衡時(shí)n（CO2）＝n（H2）＝0.05mol，p（H2）＝p（CO2）＝aMPa，p(HCOOH)=故答案為：0.057a③當(dāng)溫度高于673K時(shí)，隨溫度升高，CO2轉(zhuǎn)化率增大，但HCOOH的選擇性卻顯著降低，可能得原因：升高溫度，反應(yīng)i和反應(yīng)ii的反應(yīng)速率均加快，但反應(yīng)ii速率加快的更顯著，故答案為：ⅱ；隨溫度升高，CO2的轉(zhuǎn)化率升高，但HCOOH的選擇性卻迅速下降；（3）①由圖中In/In2O3﹣x電極上CO2→HCOO﹣可知，CO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，In/In2O3﹣x電極為陰極，故答案為：還原反應(yīng)；②由圖中In/In2O3﹣x電極為陰極，陰極反應(yīng)為：CO2+2e﹣+H2O＝HCOO﹣+OH﹣，則Ni2P電極為陽(yáng)極，辛胺在陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成辛腈，電極反應(yīng)為CH3（CH2）6CH2NH2+4OH﹣﹣4e﹣＝CH3（CH2）6CN+4H2O，每轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上Ni2P電極上有0.5mol辛腈生成，質(zhì)量為62.5g，故答案為：62.5。【點(diǎn)評(píng)】本題以“氫谷”背景串聯(lián)甲酸制氫、CO2轉(zhuǎn)化及電合成三大情境，考查反應(yīng)機(jī)理、平衡移動(dòng)、速率控制、電化學(xué)計(jì)算，注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行解題。6．（2025春?深圳期末）研究非金屬化合物具有重要意義，請(qǐng)完成一下問(wèn)題。（1）Bunsen熱化學(xué)循環(huán)制氫工藝由下列三個(gè)反應(yīng)組成：SO2（g）+I2（g）+2H2O（g）＝2HI（g）+H2SO4（l）ΔH1＝akJ?mol﹣12H2SO4（l）＝2H2O（g）+2SO2（g）+O2（g）ΔH2＝bkJ?mol﹣12HI（g）＝H2（g）+I2（g）ΔH3＝ckJ?mol﹣1則：2H2O（g）＝2H2（g）+O2（g）ΔH＝（2a+b+2c）kJ?mol﹣1（用含a、b、c的式子表示）。（2）NO2（g）和CO（g）反應(yīng)生成CO2（g）和NO（g）過(guò)程中能量變化如圖所示，該反應(yīng)反應(yīng)物的總能量大于（填“小于”或“大于”）生成物的總能量。請(qǐng)寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：NO2（g）+CO（g）＝CO2（g）+NO（g）ΔH＝﹣234kJ/mol。（3）為解決焦?fàn)t煤氣排放問(wèn)題，我國(guó)利用焦?fàn)t煤氣制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C與O之間為三鍵連接，且合成甲醇的主要反應(yīng)原理為CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（g）ΔH。甲醇結(jié)構(gòu)如圖，表中所列為常見(jiàn)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：化學(xué)鍵C—CC—HH—HC—OC≡O(shè)H—O鍵能kJ/mol348414436326.81032464則該反應(yīng)的ΔH＝﹣128.8kJ?mol﹣1。（4）將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反應(yīng)回收S，其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖所示（圖中省略H+、OH﹣、H2O）。①該循環(huán)過(guò)程中Fe3+的作用是催化劑，圖示總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2S②已知上述總反應(yīng)消耗1molH2S（g）時(shí)放出akJ熱量，則該總反應(yīng)中轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子時(shí)，放出a2kJ熱量。（用含a（5）673K時(shí)，各步反應(yīng)的能量變化如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的粒子用“*”標(biāo)注。該歷程中決速步驟的反應(yīng)方程式為12N2（6）Na—CO2電池可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CO2的利用，該電池放電的反應(yīng)方程式為：4Na+3CO2＝2Na2CO3+C．其工作原理如圖所示（固體沉積物中含兩種固體）。請(qǐng)寫(xiě)出正極的反應(yīng)方程式3CO2【答案】（1）（2a+b+2c）；（2）大于；NO2（g）+CO（g）＝CO2（g）+NO（g）ΔH＝﹣234kJ/mol；（3）﹣128.8；（4）催化劑；2H2S（5）12（6）3C【分析】（1）根據(jù)蓋斯定律，通過(guò)已知反應(yīng)方程式計(jì)算目標(biāo)反應(yīng)的焓變；（2）根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量關(guān)系判斷反應(yīng)的吸放熱情況，并寫(xiě)出熱化學(xué)方程式；（3）根據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)的焓變，焓變?chǔ)＝反應(yīng)物總鍵能之和﹣生成物總鍵能之和；（4）根據(jù)反應(yīng)過(guò)程分析催化劑的作用，并計(jì)算反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移與熱量的關(guān)系；（5）根據(jù)反應(yīng)歷程圖確定決速步驟的反應(yīng)方程式；（6）根據(jù)電池反應(yīng)方程式寫(xiě)出正極的反應(yīng)方程式?！窘獯稹拷猓海?）將已知反應(yīng)依次編號(hào)為①SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=2HI(g)+H2SO4(l)ΔH1=akJ?mol故答案為：（2a+b+2c）；（2）反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)；反應(yīng)的焓變?chǔ)＝E1﹣E2＝134kJ/mol﹣368kJ/mol＝﹣234kJ/mol，所以熱化學(xué)方程式為NO2（g）+CO（g）＝CO2（g）+NO（g）ΔH＝﹣234kJ/mol，故答案為：大于；NO2（g）+CO（g）＝CO2（g）+NO（g）ΔH＝﹣234kJ/mol；（3）反應(yīng)ΔH＝（1032kJ/mol+2×436kJ/mol）﹣（3×414kJ/mol+326.8kJ/mol+464kJ/mol）＝﹣128.8kJ/mol，故答案為：﹣128.8；（4）該循環(huán)過(guò)程中，鐵離子在反應(yīng)③中作產(chǎn)物，在反應(yīng)②中作反應(yīng)物，總過(guò)程中作催化劑；反應(yīng)物為硫化氫和氧氣，生成物為硫和水，化學(xué)方程式為2H2S+O2催化劑2S↓+2H2O；總反應(yīng)2H2S+O2催化劑2S↓+2H故答案為：催化劑；2H2S（5）決速步驟是反應(yīng)活化能最大的步驟，活化能為反應(yīng)物與過(guò)渡態(tài)（TS）的能量差，TS1對(duì)應(yīng)的步驟活化能最大，該步驟反應(yīng)為12故答案為：12（6）鈉箔作電池負(fù)極，電極反應(yīng)式為Na﹣e﹣＝Na+，該電池放電的反應(yīng)方程式為：4Na+3CO2＝2Na2CO3+C，正極電極反應(yīng)式：3C故答案為：3C【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了蓋斯定律的應(yīng)用、反應(yīng)物和生成物的能量關(guān)系、鍵能計(jì)算、催化劑的作用、反應(yīng)歷程分析以及電池反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)等知識(shí)。注意完成此題，可以從題干中抽取有用的信息，結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行解題。7．（2025?高郵市開(kāi)學(xué)）氫能是理想清潔能源，氫能產(chǎn)業(yè)鏈由制氫、儲(chǔ)氫和用氫組成。（1）利用鐵及其氧化物循環(huán)制氫，原理如圖1所示。反應(yīng)器1中被氧化的元素有C、H；含CO和H2的總物質(zhì)的量為9mol的混合氣體通過(guò)該方法制氫，理論上可獲得8molH2至少需通入標(biāo)況下的空氣為56L（設(shè)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)占15（2）HCHO電催化釋氫。催化電解含較低濃度的HCHO、NaOH混合溶液，可獲得H2與HCOONa（如圖2所示），其中電極b表面覆蓋一種Mo與P形成的化合物（晶體部分結(jié)構(gòu)如圖3所示）作催化劑。①催化劑可由MoO2與（NH4）2HPO4混合物與H2高溫灼燒制得（反應(yīng)中N元素化合價(jià)不變），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MoO2+2（NH4）2HPO4+9H2高溫2MoP+18NH3+12H2O②電解時(shí)，電極b上同時(shí)產(chǎn)生H2與HCOO﹣的物質(zhì)的量之比為1：2，電解過(guò)程中每產(chǎn)生0.5molH2通過(guò)陰離子交換膜的OH﹣為0.5mol。（3）CO2/HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應(yīng)用。①CO2催化加氫。在密閉容器中，向含有催化劑的KHCO3溶液（CO2與KOH溶液反應(yīng)制得）中通入H2生成HCOO﹣其離子方程式為H2+HCO3-=HCOO﹣+H2O；其他條件不變，HCO3-轉(zhuǎn)化為HCOO﹣的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖4所示。反應(yīng)溫度在40℃～70℃范圍內(nèi)，②使用含氨基物質(zhì)（化學(xué)式為CN—NH2CN是一種碳衍生材料）聯(lián)合Pd﹣Au催化劑儲(chǔ)氫，可能機(jī)理如圖5所示。氨基能將HCO3-控制在催化劑表面，其原理是氨基能與HCO3-之間形成氫鍵。請(qǐng)結(jié)合機(jī)理圖畫(huà)出它們之間的氫鍵。請(qǐng)?jiān)诖痤}卡相應(yīng)位置畫(huà)出。③已知Pd﹣Au催化劑的Pd﹣Au粒徑隨著含金量的增加而逐漸增大。Pd﹣Au比例與Pd﹣Au/CN—NH2催化劑捕獲CO2加氫能力的關(guān)系（數(shù)值越大，催化劑效果越好）如圖6所示。由圖可知Pd﹣Au比例為1時(shí)催化效果最好，請(qǐng)說(shuō)明原因Pd﹣Au比例低，粒徑大，反應(yīng)就慢，由圖5可知Pd﹣Au比例過(guò)高，不利于HCO3-的吸附，反應(yīng)就慢?！敬鸢浮浚?）C和H；56L；（2）①2MoO2+2（NH4）2HPO4+9H2高溫2MoP+18NH3+12H②0.5；（3）①H2+HCO3-催化劑②；③Pd﹣Au比例過(guò)低，催化劑表面Pd的活性為較少不利于加氫反應(yīng)的進(jìn)行，過(guò)高，不利于HCO3【分析】（1）元素化合價(jià)升高，被氧化，當(dāng)獲得8molH2時(shí)，有16mol電子轉(zhuǎn)移，也就是有2mol四氧化三鐵生成，需要0.5mol氧氣才能其氧化成三氧化二鐵，據(jù)此計(jì)算需要通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣體積的體積；（2）①根據(jù)均攤法計(jì)算可得該化合物的化學(xué)式為MoP，再根據(jù)化合價(jià)升降守恒和原子守恒，書(shū)寫(xiě)方程式；②整個(gè)反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)量等于通過(guò)陰離子交換膜的OH﹣的量；（3）①向含有催化劑的KHCO3溶液（CO2與KOH溶液反應(yīng)制得）中通入H2生成HCOO﹣，實(shí)際就是H2與HCO3-反應(yīng)生成HCOO﹣，H2被氧化，②氫鍵是H原子結(jié)合活潑的N、O、F原子之間的靜電作用，故氫鍵存在于連有與氧、氮、氟相連的氫原子與氧、氮、氟原子間，根據(jù)題意可知；據(jù)此書(shū)寫(xiě)氨基與HCO3③Pd﹣Au比例過(guò)低，催化劑表面Pd的活性為較少不利于加氫反應(yīng)的進(jìn)行，過(guò)高，不利于HCO3【解答】解：（1）反應(yīng)器1中氫元素由0價(jià)升高到+1，碳元素由+2價(jià)升高到+4價(jià)，被氧化的元素C、H，含CO和H2的總物質(zhì)的量為9mol的混合氣體通過(guò)該方法制氫，當(dāng)獲得8molH2時(shí)，有16mol電子轉(zhuǎn)移，也就是有2mol四氧化三鐵生成，需要0.5mol氧氣才能其氧化成三氧化二鐵，則需要通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣體積：0.5molx5x22.4L/mol＝56L故答案為：C和H；56；（2）①由圖3可知：P原子個(gè)數(shù)為8×18+8×14+2×12=4，Mo原子在體內(nèi)有4個(gè)，則該化合物的化學(xué)式為MoP，MoO2和（NH4）2HPO4與H2反應(yīng)生成MoP、NH3、H2O，P元素化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)椹?價(jià)，Mo元素化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?3價(jià)，再根據(jù)化合價(jià)升降守恒和原子守恒，可得方程式：2MoO2+2（NH4）2HPO4故答案為：2MoO2+2（NH4）2HPO4+9H2高溫2MoP+18NH3+12H②電解過(guò)程中當(dāng)電極a產(chǎn)生1molH2時(shí)，轉(zhuǎn)移2mol電子，電極b上產(chǎn)生1molH2和2molHCOO﹣，也就是當(dāng)有2molH2生成時(shí)，有2mol電子轉(zhuǎn)移，當(dāng)0.5molH2生成時(shí)，有0.5mol電子轉(zhuǎn)移，則通過(guò)陰離子交換膜的OH﹣為0.5mol，故答案為：0.5；（3）①向含有催化劑的KHCO3溶液（CO2與KOH溶液反應(yīng)制得）中通入H2生成HCOO﹣，實(shí)際就是H2與HCO3-反應(yīng)生成HCOO﹣，H2被氧化，HCO3-被還原，根據(jù)原子守恒和電荷守恒，可得方程式：H2+HCO3-故答案為：H2+HCO3-催化劑②氫鍵是H原子結(jié)合活潑的N、O、F原子之間的靜電作用，故氫鍵存在于連有與氧、氮、氟相連的氫原子與氧、氮、氟原子間，根據(jù)題意可知；氨基與HCO3-中間的氫鍵為：故答案為：；③由圖可知Pd﹣Au比例為1時(shí)催化效果最好，原因是Pd﹣Au比例過(guò)低，催化劑表面Pd的活性為較少不利于加氫反應(yīng)的進(jìn)行，過(guò)高，不利于HCO3-的吸附；故答案為：Pd﹣Au比例過(guò)低，催化劑表面Pd的活性為較少不利于加氫反應(yīng)的進(jìn)行，過(guò)高，不利于【點(diǎn)評(píng)】本題考查學(xué)生信息處理的能力，陌生方程式的書(shū)寫(xiě)，關(guān)鍵是要搞清楚反應(yīng)物和產(chǎn)物?；瘜W(xué)反應(yīng)原理中原因解釋類，要按要求作答，如最后一問(wèn)，要從題干找信息，從Pd﹣Au比例高與低兩方面作答。8．（2025春?眉山期末）近年來(lái)，我國(guó)化工技術(shù)獲得重大突破，利用合成氣（主要成分為CO2和H2等）在催化劑的作用下合成甲醇（CH3OH）是其中的一個(gè)研究項(xiàng)目，該研究發(fā)生的主要反應(yīng)之一如下：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）已知反應(yīng)的體系能量變化如圖所示，則該反應(yīng)為放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。（2）在一定條件下的密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)，下列情況不能說(shuō)明該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡的有AD（填標(biāo)號(hào)）。A．v正（CO2）＝3v逆（H2）B．CH3OH的含量保持不變C．CO2和H2的濃度不再發(fā)生改變D．單位時(shí)間內(nèi)消耗3molH2，同時(shí)生成1mol的CH3OH（3）若在容積為1L的恒容密閉容器中，充入1molCO2和3molH2進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得CO2（g）和CH3OH（g）的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示：①3min時(shí)，正反應(yīng)速率＞逆反應(yīng)速率（填“＞”“＜”或“＝”）。②3min～9min，CO2的平均反應(yīng)速率v（CO2）＝0.042mol?L﹣1?min﹣1（保留兩位有效數(shù)字）。③12min時(shí)，v正（CH3OH）＜v逆（H2）（填“＞”“＜”或“＝”）。（4）甲醇可直接應(yīng)用于燃料電池，其工作原理如圖所示（H+交換膜允許H+和水通過(guò)）：①外電路中電子的移動(dòng)方向是b→a極（填“a→b”或“b→a”）。②a電極的電極反應(yīng)式為O2+4e﹣+4H+＝2H2O。③若燃料電池消耗32g的CH3OH，則理論上需要的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為33.6L?！敬鸢浮浚?）放熱；（2）AD；（3）①＞；②0.042；③＜；（4）①b→a；②O2+4e﹣+4H+＝2H2O；③33.6L?！痉治觥浚?）根據(jù)“體系能量變化圖”判斷反應(yīng)熱效應(yīng)；（2）化學(xué)平衡的本質(zhì)是v（正）＝v（逆）（用同一種物質(zhì)表示）或各組分濃度/百分含量保持不變；用不同物質(zhì)表示的正、逆速率必須按化學(xué)計(jì)量系數(shù)折算到同一物質(zhì)；（3）①3min時(shí)CH3OH的濃度仍在增加，反應(yīng)正向進(jìn)行，故v（正）＞v（逆）；②由圖可知3min～9min內(nèi)Δc（CO2）＝﹣0.25mol?L?1，t＝6min，代入v（CO2）＝|Δc|/Δt；③12min時(shí)CH3OH濃度已達(dá)最大并保持不變，體系處于平衡，故v（正）＝v（逆）。注意題目用不同物質(zhì)比較，需按計(jì)量系數(shù)折算；（4）燃料電池通入CH3OH的電極為負(fù)極（b），通入O2的電極為正極（a）。電子由負(fù)極（b）流向正極（a），a電極為正極，在酸性電解質(zhì)環(huán)境下，氧氣得電子與氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為O2+4e﹣+4H+＝2H2O。【解答】解：（1）由反應(yīng)的體系能量變化圖可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中能量變化規(guī)律，當(dāng)反應(yīng)物總能量高于生成物總能量時(shí)，反應(yīng)放出熱量，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：放熱；（2）A．v正（CO2）＝3v逆（H2），根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，對(duì)于反應(yīng)CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），正確的速率關(guān)系應(yīng)該是3v正（CO2）＝v逆（H2），所以該式不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．CH3OH的含量保持不變，說(shuō)明CH3OH的生成速率和消耗速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；C．CO2和H2的濃度不再發(fā)生改變，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；D．單位時(shí)間內(nèi)消耗3molH2，同時(shí)生成1mol的CH3OH，都表示正反應(yīng)方向，不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；故不能說(shuō)明反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡的有AD，故答案為：AD；（3）①?gòu)腸（CO2）和c（CH3OH）的濃度隨時(shí)間的變化圖可知，在3min時(shí)，c（CO2）的濃度還在繼續(xù)減小，c（CH3OH）的濃度還在繼續(xù)增大，說(shuō)明反應(yīng)正向進(jìn)行，此時(shí)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，即v正＞v逆，故答案為：＞；②根據(jù)公式v=ΔcΔt，3min～9min，CO2的平均反應(yīng)速率v（CO2）=0.256mol?L﹣1?min﹣1≈0.04