《2025年红对勾高考一轮复习金卷化学》

18.（2024·河北廊坊霸州第一中学模拟）低碳经济已成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。回答下列问题：
（1）用CO2催化加氢可以制取乙烯：CO2(g)+3H2(g)⇌1/2C2H4(g)+2H2O(g)，该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的ΔH =______（用含a、b的式子表示）。相关化学键的键能如下表，实验测得上述反应的ΔH=-152 kJ·mol-1，则表中的x =______。


（2）工业上用反应合成二甲醚。

（3）用NA表示阿伏加德罗常数的值，在C2H2(g)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650 kJ的热量。C2H2的热值为______。
（4）二氧化碳的捕捉、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图所示。

①工艺过程中的能量转化形式为______________________________。
②已知“重整系统”发生的反应中=6，则(y＜8)的化学式为______，“热分解系统”中每转移2 mol电子，需消耗 ______ mol。

答案：
(1)(a - b) kJ·mol-1　803　
(2)-130.8　
(3)50 kJ·g-1　
(4)①太阳能转化为化学能　②Fe3O4　1
解析:
(1)反应热 = 正反应活化能 - 逆反应的活化能，该反应热为(a - b) kJ·mol-1。反应热 = 反应物的键能总和 - 生成物的键能总和计算，有2x + 3×436 - $\frac{1}{2}$×(764 + 414×4)-4×464 = -152，解得x = 803。
(2)根据盖斯定律分析，①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1 = -53.7 kJ·mol-1，②CH3OCH3(g)+H2O(g)=2CH3OH(g)　ΔH2 = +23.4 kJ·mol-1有①×2 - ②得2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)　ΔH3 = -53.7 kJ·mol-1×2 - 23.4 kJ·mol-1 = -130.8 kJ·mol-1。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数的值，在C2H2(g)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，说明有0.5mol乙炔反应，放出650kJ的热量，则1mol乙炔完全燃烧放出的热量为1300kJ，则C2H2的热值为$\frac{1300kJ}{26g}$ = 50 kJ·g-1。
(4)①工艺过程中的能量转化形式为太阳能转化为化学能。②已知“重整系统”发生的反应中$\frac{n(FeO)}{n(CO_2)}$ = 6，根据反应中的质量守恒分析，则x : y = 6 : 8，则FexOy(y＜8)的化学式为Fe3O4；“热分解系统”中的反应为2Fe3O4 = 6FeO+O2，每转移2mol电子，需消耗1molFexOy。