1、填空题  （共16分）近年来对CO2的有效控制及其高效利用的研究正引起全球广泛关注。据中国化工报报道，美国科学家发现了一种新的可将CO2转化为甲醇的高活性催化体系，比目前工业使用的常见催化剂快近90倍。由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下：
反应Ⅰ： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)   △H 1=－49.58 kJ?mol-1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)      △H 2
反应Ⅲ： CO(g)+2 H2(g)CH3OH(g)         △H 3=－90.77 kJ?mol-1
回答下列问题：
（1）反应Ⅱ的△H 2=     ，反应Ⅲ自发进行条件是     （填“较低温”、“较高温”或“任何温度”）。
（2）在一定条件下2L恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ，实验测得在不同反应物起始投入量下，反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线，如下图所示。

①据图可知，若要使CO2的平衡转化率大于40%，以下条件中最合适的是   ；
A．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.5mol； 650K   
B．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.7mol；550K
C．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.9mol； 650K   
D．n(H2)=3mol，n(CO2)=2.5mol；550K
②在温度为500K的条件下，充入3mol H2和1.5mol CO2，该反应10min时达到平衡：
a．用H2表示该反应的速率为       ；
b．该温度下，反应I的平衡常数K=       ；
c．在此条件下，系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图所示，当反应时间达到3min时，迅速将体系温度升至600K，请在图中画出3～10min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线：

（3）某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂（发生反应I、Ⅱ、
Ⅲ），测得了不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率（a）及CH3OH的产率（b），如图所示，请回答问题：

①该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是      （选填编号）。
A．改用高效催化剂
B．升高温度
C．缩小容器体积
D．分离出甲醇
E．增加CO2的浓度
②据图可知当温度高于260℃后，CO的浓度随着温度的升高而     （填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”），其原因是         。

参考答案：（共16分）
（1）△H2=+41.19kJ?mol-1（2分）较低温（1分）
（2）①B（2分）
②a．0.135mol?L-1?min-1（2分）
b．200（2分）
c．
（2分，评分要点：起点不变，终点在0.315左右，10min之前达到平衡）
（3）①CE（2分）②增大（1分），反应I、反应III均为放热反应，温度升高不利于CO2、CO转化为甲醇；反应II为吸热反应，温度升高使更多的CO2转化为CO。综上所述，CO的浓度一定增大。（或其他合理答案）（2分）

本题解析：（1）根据盖斯定律，反应Ⅱ=反应Ⅰ-反应Ⅲ，计算反应的△H2=-49.58+90.77=+41.19kJ?mol-1；反应Ⅲ是放热的，熵减的反应，自发进行条件较低温。（2）①因为反应是放热反应，所以选择较低温度，增加氢气的量，可以提高二氧化碳的平衡转化率，所以选B。②a．氢气的平均速率为1.5×60%×3/2/10=0.135mol?L-1?min-1。
b．              CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)
起始的物质的量浓度1.5   0.75        0       0
改变的物质的量浓度1.35  0.45       0.45    0.45
平衡的物质的量浓度0.15  0.3         0.45    0.45
c．温度升高，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，但温度升高平衡逆向移动，所以平衡时甲醇的浓度在0.315mol/L左右，所以变化如图：

（3）①A．改用高效催化剂，能提高反应速率，但不能提高甲醇的生成量，不选；B．升高温度，反应速率加快，平衡逆向移动，不选；C．缩小容器体积，压强增大，反应速率加快，平衡正向移动，选；D．分离出甲醇，甲醇浓度减小，反应速率减慢，平衡正向移动，不选；E．增加CO2的浓度，反应速率加快，平衡正向移动，提高甲醇的生成量，选；所以选CE。②反应I、反应III均为放热反应，温度升高不利于CO2、CO转化为甲醇；反应II为吸热反应，温度升高使更多的CO2转化为CO。综上所述，CO的浓度一定增大。
考点：盖斯定律，化学平衡移动原理，化学平衡计算

本题难度：困难

2、选择题  胶状液氢（主要成分是H2和CH4）有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得：101 kPa时，
1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285．8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出
890．3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是
[? ]
A．CH4（g）+2O2（g）====CO2（g）+2H2O（l）;ΔH=+890．3 kJ·mol-1
B．CH4（g）+2O2（g）====CO2（g）+2H2O（l）;ΔH=-890．3 kJ·mol-1
C．CH4（g）+2O2（g）====CO2（g）+2H2O（g）;ΔH=-890．3 kJ·mol-1
D．2H2（g）+O2（g） ====2H2O（l）;ΔH=-285．8 kJ·mol-1

参考答案：B

本题解析：

本题难度：简单

3、填空题  甲硅烷（SiH4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃。
（1 ）甲硅烷中含有的化学键是_________ ，其在固态时属于______ 晶体。
（2 ）已知室温下1 g 甲硅烷自燃生成SiO2和水放出热量44.6 kJ ，则其热化学方程式为_________ 。

参考答案：（1 ）共价键?分子?
（2 ）SiH4（g）+2O2（g）====SiO2（s）+2H2O（l）?ΔH ＝-1 427.2 kJ/mol

本题解析：

本题难度：一般

4、填空题  （4分）已知25℃、101kpa时，CH3OH(l)的燃烧热为726.5 KJ/mol。
⑴写出该条件下CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式：                           。
⑵已知有关反应的能量变化如下图，则反应CH4+H2O(g)CO+3H2的焓变△H=_______。

参考答案：（1）CH3OH(l) + 3/2O2（g） = CO2（g） + 2H2O(l)；△H=" -726.5KJ/mol" （2分）
（2） 161.1 KJ·mol-1（2分）

本题解析：（1）热化学方程，要注意指明反应时的温度和压强，其次，方程中所有的反应物和产物都用括号注明它们在反应时的状态。燃烧，属于放热反应，故△H<0，此热化学方程式为
CH3OH(l) + 3/2O2（g） = CO2（g） + 2H2O(l)；△H= -726.5KJ/mol。
（2）盖斯定律：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
由图可知H2＋(1/2)O2H2O △H="-24.18KJ/mol" ① CH4＋(3/2)O2CO＋2H2O △H=-564.3KJ/mol②
既有H2OH2＋(1/2)O2 △H="24.18KJ/mol" ③  
③×3+②
得CH4+H2O(g) CO+3H2 △H=" 161.1" KJ·mol-1
考点：热化学方程。
点评：此题考核了热力学方程和盖斯定律，要求学生在书写的时候，要注意热力学方程的书写格式。

本题难度：一般

5、填空题  短周期元素A、X、D、E、R、T原子序数依次增大，原子结构及性质如表所示：

参考答案：（1）第三周期Ⅳ族（1分） 离子键（1分）
（2）2Al+2OH?+2H2O = 2AlO2-+3H2↑ （2分）
（3）C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ?H=" -" 28a kJ?mol-1 （2分）
（4）SiCl4+3H2O =H2SiO3↓4HCl↑ （或SiCl4+4H2O H4SiO4↓+4HCl↑）可以不标“↑”“↓”（2分）
（5）0．25mol?L?1 （2分）

本题解析：A的原子半径最小，则A为H元素；X原子最外层电子数是次外层的两倍，则X为C元素；D是短周期中金属性最强的元素，则D为Na元素；E的最高价氧化物对应水化物是一种常见的两性氢氧化物，则E为Al元素；R与X同主族，则R为Si元素；T的负一价阴离子的核外电子排布与Ar原子相同，则T为Cl元素。
（1）R为Si元素，在元素周期表中位于第三周期Ⅳ族；化合物DT为NaCl，含有离子键。
（2）E为Al，与NaOH溶液反应的离子方程式为：2Al+2OH?+2H2O = 2AlO2-+3H2↑
（3）X2A4 为C2H4，1g C2H4完全燃烧，恢复到常温时放出a kJ的热量，则1mol C2H4即28g完全燃烧，恢复到常温时放出28a kJ的热量，可得热化学方程式：C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ?H=" -" 28a kJ?mol-1 
（4）RT4为SiCl4，水解生成的两种酸为H2SiO3和HCl，或H4SiO4和HCl，所以水解方程式为：SiCl4+3H2O =H2SiO3↓4HCl↑ （或SiCl4+4H2O H4SiO4↓+4HCl↑）
（5）该酸的pH=4，则该酸电离出的H+浓度为10-4mol?L?1，设该酸的物质的量浓度为C，根据电离平衡常数可得：Ka =10-4×10-4÷（c-10-4）= 4．0×10-8，解得c=0．25mol?L?1
考点：本题考查元素的推断、方程式的书写、化学键的判断、电离平衡常数的计算。

本题难度：困难