盖斯定律及其应用知识点题库

已知：(1)Zn(s)＋1/2O₂(g) = ZnO(s)；ΔH =－348.3 kJ/mol；(2)2Ag(s)＋1/2O₂(g) = Ag₂O(s)；ΔH =－31.0 kJ/mol，则Zn(s)＋Ag₂O(s) = ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于（）

A . －317.3 kJ/mol B . －379.3 kJ/mol C . －332.8 kJ/mol D . 317.3 kJ/mol

CO和H₂作为重要的燃料和化工原料，有着十分广泛的应用．

（1）已知：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=﹣393.5kJ•mol^﹣¹
C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₂=+131.3kJ•mol^﹣¹
则反应CO（g）+H₂（g）+O₂（g）=H₂O（g）+CO₂（g）△H=kJ•mol^﹣¹ ．
（2）利用反应CO（g）+H₂（g）+O₂（g）=CO₂（g）+H₂O（g）设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气（CO和H₂物质的量之比为1：1）作负极燃气，空气与CO₂的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔点混合物做电解质的一种新型电池．现以该燃料电池为电源，以石墨作电极电解饱和NaCl溶液，反应装置以及现象如图所示．则有：
①燃料电池即电源的N极的电极反应式为；
②已知饱和食盐水的体积为1L，一段时间后，测得左侧试管中气体体积为11.2mL（标准状况），若电解前后溶液的体积变化忽略不计，而且电解后将溶液混合均匀，则此时溶液的pH为．

已知：C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₁

CO₂(g)＋C(s)=2CO(g)　ΔH₂

2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g)　ΔH₃

4Fe(s)＋3O₂(g)=2Fe₂O₃(s)　ΔH₄

3CO(g)＋Fe₂O₃(s)=3CO₂(g)＋2Fe(s)　ΔH₅

下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)

A . ΔH₁>0，ΔH₃<0 B . ΔH₂>0，ΔH₄>0 C . ΔH₁＝ΔH₂＋ΔH₃ D . ΔH₃＝ΔH₄＋ΔH₅

一定条件下正丁烷(CH₃CH₂CH₂CH₃)易发生两种裂解反应：

Ⅰ．CH₃CH₂CH₂CH₃ (g) $\text{[math]}$ CH₃CH=CH₂(g)+CH₄(g) △H₁=+ 61.31 kJ·mol^-1

Ⅱ．CH₃CH₂CH₂CH₃(g) $\text{[math]}$ CH₂=CH₂(g)+CH₃CH₃(g) △H₂=-56.00 kJ·mol^-1

（1）维持体系温度T不变，总压p恒定时，体积为V₁ L的正丁烷发生裂解反应，一段时间平衡后气体体积变为V₂ L，此时正丁烷的转化率a(正丁烷)=；维持体系温度不变，向体系中充入一定量的水蒸气(水蒸气在该条件下不参与反应)，再次平衡后正丁烷的转化率将(填“增大”、“不变”或“减小”)，原因为。
（2）一定温度下向体积为2L的密闭容器中充入0.2molCH₃CH=CH₂和0.5 molCH₄发生反应CH₃CH=CH₂(g) +CH₄(g) $\text{[math]}$ CH₂=CH₂(g)+CH₃CH₃(g) △H₃；5 min后达到平衡状态，容器内剩余CH₃CH =CH₂的物质的量为0.1mol。
①△H₃=。
②5min内该反应的反应速率v(CH₄)=。
③保持温度不变，向某密闭容器中充入等物质的量的CH₃CH =CH₂和CH₄ ，平衡后容器内CH₄的体积分数为。
（3）将0.1molCH₂=CH₂完全燃烧后的气体通入100mL一定浓度的NaOH溶液中，并将所得溶液稀释至1L。最终所得溶液中CO₃^2-、HCO₃^-、H₂CO₃ 三者所占物质的量分数随原NaOH溶液浓度变化的关系如图所示：
其中图中表示原氢氧化钠溶液浓度为3mol·L^-1的是(选填“a”、“b”、“c”、“d”或“e” )，
（4）以氢氧化钠溶液为电解质溶液，CH₂=CH₂ 燃料电池的负极反应式为。

化学反应与能量变化密切相关。回答下列问题：

（1）反应物和生成物均为气态的某可逆反应，在不同条件下的反应历程分别为A、B，如图所示。
①正反应的活化能为(用图中字母表示)；
②当反应达平衡后，其他条件不变，升高温度，反应物的转化率将(填“增大”、“减小”、“不变”)；
③B历程表明此反应采用的条件为(填标号)。
A．升高温度　　　
B.降低温度　　　　
C.增大反应物浓度　　　
D.使用催化剂
（2）在如图的转化关系中(X代表卤素)。△H₂0(填“＞”、“＝”或“＜”)；△H₁、△H₂和△H₃三者存在的关系为。
（3）甲醇( )是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO₂和H₂）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)             △H₁
②CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH（g）+H₂O(g)    △H₂
③CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g)         △H₃
已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
化学键
H-H
C-O
C O
H-O
C-H
E/(kJ·mol^－¹)
436
343
1076
465
413

①计算△H₁=kJ.mol^－¹；
②已知△H₃=＋41.1 kJ.mol^－¹ ，则△H₂=kJ.mol^－¹。

能源是人类共同关注的重要问题。页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的天然气资源，页岩气的主要成分是甲烷，是公认的洁净能源。

（1）页岩气不仅能用作燃料，还可用于生产合成气(CO和H₂)。CH₄与H₂O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应 CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g)△H₁
已知：①CH₄、H₂、CO 的燃烧热（△H）分别为-a kJ•mol^-1、-b kJ•mol^-1、-c kJ•mol^-1；
②H₂O (l) =H₂O(g)； △H=+dkJ•mol^-1
则△H₁= （用含字母a、
B、
C、d的代数式表示）kJ•mol^-1。
（2）用合成气生成甲醇的反应为：CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) △H₂ ，在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H₂ ，测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示，200℃时n(H₂)随时间的变化如下表所示：
t/min
0
1
3
5
n(H₂)/mol
8.0
5.4
4.0
4.0
①△H₂ (填“>”“<”或“ = ”)0。
②下列说法正确的是 (填标号）。
a.温度越高，该反应的平衡常数越大
b.达平衡后再充入稀有气体，CO的转化率提高
c.容器内气体压强不再变化时，反应达到最大限度
d.图中压强p₁<p₂
③ 0〜3 min内用CH₃OH表示的反应速率v(CH₃OH)=mol • L^-1·min^-1。
④ 200℃时，该反应的平衡常数K =。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2 mol CO、2 mol H₂、2 mol CH₃OH，保持温度不变，则化学平衡(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
（3）甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。标准状况下通入5.6 L甲烷，测得电路中转移1.2 mol电子，则甲烷的利用率为。

汽车尾气是城市主要空气污染物，汽车内燃机工作时发生反应：N₂(g) + O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

（1）已知H₂或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。N₂(g) + O₂(g) = 2NO(g) △H= +180.5 kJ·mol^-1 ， 2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(l) △H=－571.6 kJ·mol^-1 ，则H₂(g)与NO(g)反应生成N₂(g)和H₂O(l)的热化学方程式是，判断该反应自发进行的条件：（填“高温自发”或“低温自发”）。
（2）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，反应：2NO(g) + 2CO(g) $\text{[math]}$ 2CO₂(g) + N₂(g)中NO的浓度[c(NO)]随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

①则该反应的△H0（填“＞”或“＜”）。

②若催化剂的表面积S₁＞S₂ ，在该图中画出c(NO)在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（3）某小组往一恒温恒压容器充入9mol N₂和23mol H₂模拟合成氨反应，图C为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强（p）的关系图．若体系在T₂、60MPa下达到平衡．

①能判断N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）达到平衡的是（填序号）．

a．容器内压强不再发生变化 b．混合气体的密度不再发生变化

c．v_正（N₂）=3v_逆（H₂） d．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化

②此时N₂的平衡分压为MPa．（分压=总压×物质的量分数）。计算出此时的平衡常数Kp=（用平衡分压代替平衡浓度计算，结果保留2位有效数字）。

三氯氢硅（SiHCl₃）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：

（1） SiHCl₃在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)₂O等，写出该反应的化学方程式。
（2） SiHCl₃在催化剂作用下发生反应：
2SiHCl₃（g）=SiH₂Cl₂（g）＋SiCl₄（g） ΔH₁＝+48kJ·mol^－¹

3SiH₂Cl₂（g）=SiH₄（g）＋2SiHCl₃（g） ΔH₂＝－30kJ·mol^－¹

则反应4SiHCl₃（g）=SiH₄（g）＋3SiCl₄（g）的ΔH为kJ·mol^－¹。
（3）对于反应2SiHCl₃（g） $\text{[math]}$ SiH₂Cl₂（g）＋SiCl₄（g），采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl₃的转化率随时间变化的结果如图所示。

①343K时，反应的平衡转化率α＝%。平衡常数K_{343 K}＝（保留2位小数）。

②在343K下：要提高SiHCl₃转化率，可采取的措施是；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有。
（4）甲醇水蒸气重整制氢（SRM）系统简单，产物中H₂含量高、CO含量低（CO会损坏燃料电池的交换膜），是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。反应如下：
反应I（主）：CH₃OH（g）+H₂O（g） $\text{[math]}$ CO₂（g）+3H₂（g）     ΔH₁=+49kJ/mol

反应II（副）：H₂（g）+CO₂（g） $\text{[math]}$ CO（g）+H₂O（g）     ΔH₂=+41kJ/mol

温度高于300℃则会同时发生反应III：CH₃OH（g） $\text{[math]}$ CO（g）+2H₂（g）     ΔH₃

反应1能够自发进行的原因是，升温有利于提高CH₃OH转化率，但也存在一个明显的缺点是。写出一条能提高CH₃OH转化率而降低CO生成率的措施。

（1）已知下列热化学方程式：
①H₂O(l)=H₂(g)＋ $\text{[math]}$ O₂(g)                 ΔH＝＋285.8 kJ/mol

②H₂(g)＋ $\text{[math]}$ O₂(g)=H₂O(g)                 ΔH＝－241.8 kJ/mol

③NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H₂O(l)    ΔH＝－57.3 kJ/mol

④C(s)＋ $\text{[math]}$ O₂(g)=CO(g) ΔH＝－110.5 kJ/mol

⑤C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)                    ΔH＝－393.5 kJ/mol

回答下列问题：如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时(填“吸收”或“放出”)热量，△H0(填“>”或“<”)，上述反应中属于吸热反应的是，C(s)的燃烧热为。
（2）习.平总书记提出：绿水青山就是金山银山。我们在发展经济的同时要坚持节约资源和保护环境。
①用NH₃催化还原NO_x还可以消除氮氧化物的污染。已知：

4NH₃(g)＋3O₂(g)=2N₂(g)＋6H₂O(g) ΔH₁＝－a kJ·mol^－¹①

N₂(g)＋O₂(g)=2NO(g) ΔH₂＝－b kJ·mol^－¹②

若1molNH₃还原NO至N₂ ，则该反应过程中的反应热ΔH₃＝kJ·mol^－¹(用含a、b的式子表示)。

②捕碳技术(主要指捕获CO₂)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH₃和(NH₄)₂CO₃已经被用作工业捕碳剂，它们与CO₂可发生如下可逆反应：

反应Ⅰ：2NH₃(l)＋H₂O(l)＋CO₂(g) $\text{[math]}$ (NH₄)₂CO₃(aq) ΔH₁

反应Ⅱ：NH₃(l)＋H₂O(l)＋CO₂(g) $\text{[math]}$ NH₄HCO₃(aq) ΔH₂

反应Ⅲ：(NH₄)₂CO₃(aq)＋H₂O(l)＋CO₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₄HCO₃(aq) ΔH₃

请回答下列问题： ΔH₃与ΔH₁、ΔH₂之间的关系是ΔH₃＝。

LiH可作飞船的燃料，已知下列反应：

①2Li(s)+ H₂(g)=2LiH(s) △H=-182 kJ/mol

②2H₂(g)+O(g)=2H₂O1) △H=- 572 kJ/mol

③4Li(s)+O₂(g) = 2Li₂O(s) △H=-1196 kJ/mol

则反应2LiH(s)+O₂(g)=Li₂O(s)+H₂O(l)的焓变为（）

A . +351 kJ/mol B . -351 kJ/mol C . +702 kJ/mol D . -702 kJ/mol

NO的处理是环境化学家研究的热点课题。

已知：CO(g)的燃烧热为283.0 kJ·mol^-1；N₂(g)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g) △H₁=＋180.0 kJ·mol^-1^。

请回答下列问题：

（1）反应2NO(g)＋2CO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)＋2CO₂(g) △H=。
（2）用活性炭还原法可处理氮氧化物。向2 L恒容恒温密闭容器中加入足量的活性炭和2.0 mol NO，发生反应C(s)＋2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)＋CO₂(g) △H＜0。300℃时，测得反应进行到不同时间各物质的物质的量浓度如图所示。

①300℃时，10min内，该反应的平均速率v(N₂)=，平衡常数K=。

②保持反应条件与前30min的条件相同，若第30min时向该容器中再加入1 mol NO，则到达新平衡时，c(NO)=。

③若保持其他条件不变，将起始容器改为绝热密闭容器，则到达平衡所需的时间将(填“>”“<”或“=”)20 min。
（3）以石墨为电极，稀NH₄NO₃为电解质溶液，电解废气中的NO生成NH₄NO₃的工作原理如图所示：

物质X的化学式为，电解时阴极的电极反应式为。

环戊二烯（

）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：

（1）已知： (g) = (g)+H₂(g) ΔH₁=100.3 kJ·mol⁻¹①H₂(g)+ I₂(g) =2HI(g) ΔH₂=−11.0 kJ·mol⁻¹②，对于反应： (g)+ I₂(g) = (g)+2HI(g) ③ ΔH₃=kJ·mol⁻¹。
（2）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（）在刚性容器内发生反应③，起始总压为10⁵Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为，该反应的平衡常数K_p=Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有（填标号）。
A．通入惰性气体 B．提高温度 C．增加环戊烯浓度 D．增加碘浓度
（3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是__________（填标号）。

A . T₁＞T₂ B . a点的反应速率小于c点的反应速率 C . a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 D . b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L⁻¹

$\text{[math]}$ 重整技术是实现“碳中和”的一种理想的 $\text{[math]}$ 利用技术，具有广阔的市场前景、经济效应和社会意义。该过程中涉及的反应如下。

主反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

副反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

回答下列问题：

（1）已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的燃烧热 $\text{[math]}$ 分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，该催化重整主反应的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。有利于提高 $\text{[math]}$ 平衡转化率的条件是(填标号)。
A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压
（2）在刚性密闭容器中，进料比 $\text{[math]}$ 分别等于1.0、1.5、2.0，且反应达到平衡状态。
①甲烷的质量分数随温度变化的关系如图甲所示，曲线 $\text{[math]}$ 对应的 $\text{[math]}$ ；
②反应体系中， $\text{[math]}$ 随温度变化的关系如图乙所示，随着进料比 $\text{[math]}$ 的增加， $\text{[math]}$ 的值(填“增大”、“不变”或“减小”)，其原因是。
（3）在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时，按投料比 $\text{[math]}$ 加入刚性密闭容器中，达平衡时甲烷的转化率为 $\text{[math]}$ ，二氧化碳的转化率为 $\text{[math]}$ ，则副反应的压强平衡常数 $\text{[math]}$ (计算结果保留3位有效数字)。
（4）我国科学家设计了一种电解装置如图丙所示，能将二氧化碳转化成合成气 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，同时获得甘油醛。则催化电极 $\text{[math]}$ 为极，催化电极 $\text{[math]}$ 产生 $\text{[math]}$ 的电极反应式为。

研究NO_x、SO₂和CO等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。

（1）已知①NO₂(g)+CO(g)⇌CO₂(g)+NO(g)△H₁=-234kJ·mol^-1
②N₂(g)+O₂(g)⇌2NO(g)△H₂=+179.5kJ·mol^-1
③2NO(g)+O₂(g)⇌2NO₂(g)△H₃=-112.3kJ·mol^-1
NO₂与CO反应生成无污染气体的热化学方程式为。
（2）氨气可将氮氧化物转化为无毒气体。450℃时，在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO₂和2molNH₃ ，起始时体系压强为pMPa，发生反应：NO(g)+NO₂(g)+2NH₃(g)⇌2N₂(g)+3H₂O(g)，5min时反应达到平衡，此时测得N₂的物质的量分数为 $\text{[math]}$ 。
①0~5min内，v(NH₃)=mol·L^-1·min^-1 ， NO的平衡转化率=%。
②450℃时，该反应的压强平衡常数K_p=(填含p的代数式，K_p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×气体组分物质的量分数)MPa。
（3）工业上，常温下将含NO_x的尾气与H₂的混合气体通入Ce(SO₄)₂与Ce₂(SO₄)₃的混合溶液中进行无害化处理，原理如图所示。
该吸收过程中，Ce³⁺/Ce⁴⁺的作用是，其中反应II的离子方程式为。

H₂S是生命体系气体信号分子，具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。

（1） H₂S可以分解制取硫黄和氢气。已知下列热化学方程式：
SO₂(g)+I₂(s)+2H₂O(l)=2HI(aq)+H₂SO₄(aq) ΔH=-151 kJ·mol^-1

2HI(aq)=H₂(g)+I₂(s) ΔH=+110 kJ·mol^-1

H₂S(g)+H₂SO₄(aq)=S(s)+SO₂(g)+2H₂O(l) ΔH=+61 kJ·mol^-1

则H₂S分解的热化学H₂S(g)=H₂(g)+S(s)ΔH=kJ·mol^-1。
（2） H₂S与CO₂在高温下发生反应：H₂S(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ COS(g)+H₂O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO₂与0.40 mol H₂S充入2.5 L的密闭容器中，保持体积不变，反应平衡后H₂O(g)的物质的量分数为0.02。在620 K重复实验，平衡后H₂O(g)的物质的量分数为0.03。
①下列情况能说明该反应已到达平衡的是(填字母)。

A．容器的压强保持不变

B．容器内气体密度保持不变

C．v_正(H₂S)=v_逆(COS)

D．H₂S和CO₂的物质的量之比保持不变

②平衡时只改变下列条件，既可以提高反应速率又可以提高H₂S(g)转化率的是(填字母)。

A．升高容器的温度

B．保持容器体积一定，充入He，使体系总压强增大

C．缩小容器的体积，使体系总压强增大

D．分离出部分COS(g)
（3）已知K_a1(H₂S)=1.3×10^-7 ， K_a2(H₂S)=7×10^-15。pH=11时，含H₂S、HS^-和S^2-的溶液中， $\text{[math]}$ =。
（4）一种CO₂、H₂S的协同转化装置可实现对天然气中CO₂和H₂S的高效去除。工作原理如图所示，其中电极分别为石墨烯包裹的ZnO和石墨烯，石墨烯电极发生的反应为：EDTA—Fe²⁺-e^-=EDTA—Fe³⁺。

①H₂S所发生反应的离子方程式为。

②阴极的电极反应式为。
（5）在恒容密闭容器中，用H₂还原SO₂生成S的反应分两步完成(如图所示)，该过程中部分物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示：

依据如图描述H₂还原SO₂生成S的过程：。

能量问题

（1）火箭发射常以液态肼(N₂H₄)为燃料，液态过氧化氢为助燃剂。
已知：N₂H₄(l)+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g)   ΔH=−534 kJ∙mol⁻¹
H₂O₂(l)=H₂O(l)+ $\text{[math]}$ O₂(g)   ΔH=−98 kJ∙mol⁻¹
H₂O(l)=H₂O(g)     ΔH=44 kJ∙mol⁻¹
试写出N₂H₄和液态H₂O₂反应生成气态水的热化学方程式：。
（2）反应的自发性由焓变和熵变两个因素决定。N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)，已知N≡N的键能为946 kJ∙mol⁻¹ ， O=O键的键能为498 kJ∙mol⁻¹ ， N≡O的键能为630 kJ∙mol⁻¹；该反应的ΔH=，其反应自发的原因是。
（3）电动汽车的电源常以乙醇(CH₃CH₂OH)为燃料的固体燃料电池，以熔融的氧化物为电解质，其高温下能传导O²⁻ ，写出负极的电极反应式。
（4）以纯铜作阴极，以石墨作阳极，电解某浓度的硫酸铜溶液，阴极产物均附在电极上，通电一段时间后，关闭电源，迅速撤去电极(设阴极产物没有损耗)，若在电解后的溶液中加入16.0gCuO固体，则恰好能使溶液恢复到原浓度，则整个电解过程中，所产生的气体体积为(标准状况)L。

为了减少碳排放，可在催化条件下将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 转化为CO和 $\text{[math]}$ ，其主要反应如下为 $\text{[math]}$ ，该反应历程及能量变化如图1，在发生上述反应的同时，还存在以下反应：

积碳反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

消碳反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

积碳会影响催化剂的的活性。反应相同时间，测得积碳量与反应温度的关系如图2。

下列说法正确的是（）

A . 消碳反应的 $\text{[math]}$ B . 增大 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的物质的量之比有助于减少积碳 C . 温度高于600℃，积碳反应的速率减慢，积碳量减少 D . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 反应的快慢由反应物→过渡态Ⅰ的速率决定

甲醇是重要的资源，通过甲醇的催化重整不仅可以获得氢能，还可以获得重要的化工原料。

（1）在催化剂 $\text{[math]}$ 作用下， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 重整生成可能的部分反应机理如图所示，其中表示 $\text{[math]}$ )。
表示原子间存在化学键，表示原子间有吸附作用
①反应开始时 $\text{[math]}$ 在催化剂表面解离为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，该过程首先是 $\text{[math]}$ 中的氢原子与催化剂载体上的 $\text{[math]}$ 形成较为强烈的相互作用。请具体描述 $\text{[math]}$ 中的哪一种氢原子与 $\text{[math]}$ 形成较为强烈的相互作用，并说明判断的理由。
②X的结构简式为。
（2） $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 催化重整制氢气的主反应为
反应Ⅰ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
同时还发生副反应：
反应Ⅱ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
温度在300℃以上， $\text{[math]}$ 也可以直接分解
反应Ⅲ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
②向该体系中加入适量多孔 $\text{[math]}$ ，会提高 $\text{[math]}$ 的产率，其原因是。
（3） $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 催化重整制氢气的体系中，平衡时甲醇的转化率、 $\text{[math]}$ 物质的量分数与反应温度(T)以及初始加入的水醇比(S/M)的关系如图所示。例如：曲线M表示甲醇的平衡转化率均为80%时，所对应的反应温度以及初始加入的水醇比(S/M)。①其他条件相同，当温度低于300℃时，随着温度升高，平衡体系中 $\text{[math]}$ 的物质的量分数增大，其可能原因是。
②氢能源汽车对氢气中的 $\text{[math]}$ 有严格的要求， $\text{[math]}$ 物质的量分数必须小于0.5%。根据如图所示，催化重整制氢气用于汽车时，适宜控制的水醇比和温度为。

氢能是一种无污染的能源，随着氢气需求的不断增长，制氢技术在不断进步。

（1）甲烷水蒸气重整制氢： $\text{[math]}$     $\text{[math]}$
已知：a. $\text{[math]}$     $\text{[math]}$ ；
b. $\text{[math]}$     $\text{[math]}$ 。
① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，为了得到更多的 $\text{[math]}$ ，一般采用的反应条件是(填“高温”、“低温”或“常温”)。
②工业上甲烷水蒸气重整制氢的过程中，经常加入 $\text{[math]}$ 吸附剂 $\text{[math]}$ 强化[ $\text{[math]}$     $\text{[math]}$ ]，相比于甲烷水蒸气重整，吸附强化甲烷水蒸气重整的优点有、。
（2）甲醇水蒸气重整制氢：甲醇和水蒸气重整时，未使用催化剂和使用催化剂两种反应进程中能量的变化曲线a和b如图所示。
①b过程第Ⅰ步反应和第Ⅱ步反应分别为(填“放热反应”或“吸热反应”，下同)、，第Ⅰ步反应与第Ⅱ步反应的 $\text{[math]}$ (填“>”、“<”或“=”) $\text{[math]}$ 。
②甲醇和水蒸气重整时发生反应的热化学方程式为。

在等压下化学反应所吸收或放出的热量，称为化学反应的焓变。回答下列问题：

（1） 25℃、 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 氨气完全燃烧放出 $\text{[math]}$ 的热量，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
（2） $\text{[math]}$ 反应过程的能量变化如图所示。
已知： $\text{[math]}$ 被氧化为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 。则：
①E的大小对该反应的反应热(填“有”或“无”)影响；该反应通常用 $\text{[math]}$ 作催化剂，加 $\text{[math]}$ 会使图中B点(填“升高”或“降低”)。
② $\text{[math]}$ 氧化为 $\text{[math]}$ 的热化学方程式为。
（3）已知拆开 $\text{[math]}$ 键、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 键分别需要吸收的能量为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。则由氢气和碘反应生成 $\text{[math]}$ 需要(填“放出”或“吸收”) $\text{[math]}$ 的热量。
（4）发射卫星时可用肼( $\text{[math]}$ )为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。
已知：① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式：。

化学键	H-H	C-O	C O	H-O	C-H
E/(kJ·mol^－¹)	436	343	1076	465	413

t/min	0	1	3	5
n(H₂)/mol	8.0	5.4	4.0	4.0

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