上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-58化学反应的热效应（5）

这是一份上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-58化学反应的热效应（5），共19页。试卷主要包含了单选题，原理综合题，填空题等内容，欢迎下载使用。
上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-58化学反应的热效应（5）

一、单选题
1．（2020·上海杨浦·统考二模）已知：①I2(g)＋H2(g)2HI(g)＋26.5kJ、②I2(s)＋H2(g)2HI(g)－9.5kJ，下列分析正确的是
A．①是放热反应，无需加热即可发生
B．②需持续不断加热才能发生反应
C．I2(g)和I2(s)的能量关系如图所示
D．1molI2(s)和1molH2(g)的能量之和比2molHI(g)能量高
2．（2020·上海松江·统考二模）与如图图象有关的叙述，正确的是（    ）

A．H2O(g)的能量低于H2(g)和O2(g)的能量之和
B．表示的热化学方程式为：H2(g)+O2(g)=H2O(g)+241.8kJ
C．表示1molH2(g)完全燃烧生成水蒸气吸收241.8kJ热量
D．表示2molH2(g)所具有的能量一定比2mol气态水所具有的能量多483.6kJ
3．（2020·上海浦东新·统考二模）利用某些有机物之间的转化可储存太阳能，例如四环烷（QDC）与降冰片二烯（NBD）之间的相互转化，反应过程中的能量变化如图所示。

以下叙述中错误的是（    ）
A．QDC和NBD互为同分异构体
B．相同条件下，NBD比QDC稳定
C．QDC转变为NBD的过程中可以储存太阳能
D．上述转化过程中加入催化剂，对于图中Q的大小没有影响
4．（2020·上海崇明·统考二模）与反应C+CO22CO－Q相符的示意图有（    ）

A．① B．②④ C．③ D．①③
5．（2020·上海黄浦·统考一模）常温常压下，稀水溶液中H+(aq)+OH-(aq)→H2O(l) ΔH=-57.3KJ·mol-1，相同条件的下列反应，热量变化正确的是（   ）
A．将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含lmolKOH的稀溶液混合时放出的热量等于57.3kJ
B．将含1mol醋酸的稀溶液与含lmolNaOH的稀溶液混合时放出的热量大于57.3kJ
C．将含1mol盐酸的稀溶液与含l mol NaOH固体混合时放出的热量小于57.3kJ
D．将含1mol硝酸的稀溶液与含0.5molBa(OH)2的稀溶液混合时放出的热量等于57.3kJ
6．（2020·上海宝山·统考二模）已知：4Al(s)+3O2(g)→2Al2O3(s)+QkJ（Q>0）。下列能量图与该反应所体现的能量关系匹配的是（        ）
A． B．
C． D．
7．（2020·上海闵行·统考二模）H2(g)+2ICl(g)→2HCl(g)+I2(g)能量曲线如图。描述正确的是

A．反应①为吸热反应
B．若加入催化剂可降低反应热
C．I2(g)+2HCl(g)的能量高于 I2(s)+2HCl(g)的总能量
D．热化学方程式为 H2(g)+2ICl(g)→2HCl(g)+I2(g)-218kJ
8．（2020·上海浦东新·统考一模）甲烷燃烧时的能量变化如图，有关描述错误的是(　　)

A．反应①和反应②均为放热反应
B．等物质的量时，CO2具有的能量比CO低
C．由图可以推得：2CO(g)+O2(g)→2CO2(g)+283 kJ
D．反应②的热化学方程式：CH4(g)+O2(g)→CO(g)+2H2O(l)+607.3 kJ
9．（2020·上海青浦·统考一模）关于 2NaOH（s）+H2SO4（aq）→Na2SO4（aq）+2H2O（l）+Q kJ 说法正确的是（　　）
A．NaOH（s）溶于水的过程中扩散吸收的能量大于水合释放的能量
B．Q＜0
C．NaOH（s）+1/2 H2SO4（aq）→1/2 Na2SO4（aq）+H2O（l）+1/2Q kJ
D．若将上述反应中的 NaOH（s）换成 NaOH（aq），则Q′＞Q
10．（2020·上海宝山·统考一模）下列示意图与化学用语表述内容不相符的是（水合离子用相应离子符号表示）（　　）
A． NaCl→Na++Cl-
B．CuCl→Cu2++2Cl-
C．CH3COOH⇌CH3COO-+H+
D．H2 （g）+Cl2（g）→2HCl（g）+183kJ
11．（2020·上海静安·统考一模）如图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是（    ）

A．硝酸铵 B．生石灰
C．氯化铵 D．食盐
12．（2020·上海宝山·统考二模）最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：

下列说法中正确的是
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程

二、原理综合题
13．（2020·上海虹口·统考二模）氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。完成下列填空：
合成氨工业中：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + Q(Q＞0)，其化学平衡常数K与温度t的关系如表：
t/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
(1)试比较K1、K2的大小，K1________K2（填写“＞”、“=”或“＜”）
(2) 400℃时，反应2NH3(g) N2(g) + 3H2(g)的化学平衡常数的值为_____________。
当测得NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为3 mol/L和2 mol/L、1 mol/L时，则该反应υ(N2)(正) ___________υ(N2)(逆)（填写“＞”、“=”或“＜”）
(3)在密闭恒容的容器中，下列能作为合成氨反应达到平衡的依据的是____________。
a．υ(N2)（正）=3υ (H2)（逆） b．混合气体的密度保持不变
c．容器内压强保持不变  d．N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
(4)化工生产为做到又“快”又“多”采用多种方法，试写出两项合成氨工业中为实现“多”所采取的措施：__________________________，__________________________。
(5)0.1 mol/L的(NH4)2SO4水溶液中各离子浓度由大到小的顺序是_____________________，在该溶液中加入少量明矾固体，溶液中NH4+的浓度_______（填“增大”、“减小”或“不变”），其原因是_________________________________________________________。

(6)如图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和 CO反应的热化学方程式 _____________________________________________。
14．（2020·上海黄浦·统考模拟预测）碳的单质及其化合物是常见的物质。完成下列填空：
已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(石墨)＋O2(g)→CO2(g)+393.51kJ；C(金刚石)＋O2(g)→CO2(g)+395.41kJ
（1）等质量时石墨的能量比金刚石的___（选填“高”或“低”），由石墨制备金刚石是___反应（选填“吸热”或“放热”）。
由焦炭与石英在高温的氮气流中反应，可制得一种新型陶瓷材料——氮化硅(Si3N4)：C+SiO2+N2→Si3N4+CO（未配平）
（2）配平后的化学方程式各物质的化学计量数依次是___。若已知CO生成速率为v(CO)=12mol/(L·min)，则N2消耗速率为v(N2)=___mol/(L·min)。
一定温度下10L密闭容器中发生某可逆反应，其平衡常数表达式为：K=。
（3）该反应的化学方程式为___。
（4）能判断该反应一定达到平衡状态的是___。
a.v正(H2O)=v逆(CO)
b.容器中气体的相对分子质量不随时间改变
c.消耗nmolH2同时消耗nmolCO
d.容器中物质的总物质的量不随时间改变
（5）已知常温下0.1mol/L碳酸氢钠溶液的pH=8.4，该溶液中的c(H2CO3)___c(CO32-)（选填“>”、“=”或“0）。在2L的密闭容器中，发生上述反应：测得n(CO2)和n(CH3OH）随时间变化如图所示。

（4）该反应的化学平衡常数的表达式K=___，如果平衡常数K减小，平衡___(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动。
（5）从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v（H2）=___。
（6）为了提高CH3OH的产量，理论上可以采取的合理措施有___、___（任写2条措施）。
（7）常温常压下，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，写出该反应的热化学方程式___。

参考答案：
1．B
【详解】A．虽然①是放热反应，但需加热引发发生，A不正确；
B．反应②为吸热反应，所以需持续不断加热才能发生反应，B正确；
C．利用盖斯定律，将①-②得：I2(g)I2(s)+36.0kJ，I2(g)的能量应比I2(s)的能量高36.0kJ/mol，C不正确；
D．由②I2(s)＋H2(g)2HI(g)－9.5kJ知，1molI2(s)和1molH2(g)的能量之和比2molHI(g)能量低，D不正确；
故选B。
2．B
【分析】由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，且生成气态水。
【详解】A．根据图示可知，反应的热化学方程式为：2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) +483.6kJ，
反应为放热反应，2molH2(g)和1molO2(g)的能量之和高于2molH2O(g)的能量，2molH2O(g)的能量低于2molH2(g)和1molO2(g)的能量之和，故A错误；
B．根据图示可知，反应的热化学方程式为：2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) 483.6kJ，故表示的热化学方程式为：H2(g)+O2(g)=H2O(g)+241.8kJ，故B正确；
C．图中表示2molH2(g)完全燃烧生成水蒸气放出483.6kJ热量，则1molH2(g)完全燃烧生成水蒸气放出241.8kJ热量，故C错误；
D．2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) +483.6kJ，反应为放热反应，2molH2(g)和1molO2(g)的能量之和高于2molH2O(g)的能量，能量多483.6kJ，不能表示2molH2(g)与2mol气态水的能量关系，故D错误；
答案选B。
3．C
【详解】A．QDC和NBD的分子式均为C7H8，但结构不同，互为同分异构体，故A正确；
B．根据图像，QDC的能量比NBD高，相同条件下，NBD比QDC稳定，故B正确；
C．根据图像，QDC的能量比NBD高，QDC转变为NBD的过程是释放能量的过程，不是储存太阳能的过程，故C错误；
D．催化剂不影响反应热，对于图中Q的大小没有影响，故D正确；
故选C。
4．D
【详解】反应C+CO22CO－Q为吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，根据图象，①③中反应物的总能量低于生成物的总能量，属于吸热反应，②④中反应物的总能量高于生成物的总能量，属于放热反应，故选D。
5．D
【分析】在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol液态水时的反应热叫做中和热。稀溶液中，一元强酸与强碱生成可溶性盐和1mol的水时放出的热量约为57.3kJ。必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸溶液或浓碱溶液在相互稀释时会放热，此外，弱电解质电离要吸热，形成沉淀过程中要成键，成键放热。
【详解】A.含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含l mol KOH的稀溶液混合时，除了中和热外，由于浓硫酸溶于水会放出热量，所以该反应放出的热量大于57.3kJ，A错误；
B．含1mol醋酸的稀溶液与含l mol NaOH的稀溶液混合，由于醋酸是弱电解质，电离出氢离子需要吸收热量，所以放出的热量小于57.3kJ，B错误；
C．含1mol盐酸的稀溶液与含l mol NaOH固体混合时，NaOH固体溶解会放出热量，所以该反应放出的热量大于57.3kJ，C错误；
D．含1mol硝酸的稀溶液与含0.5molBa(OH)2的稀溶液混合时，生成硝酸钡和1mol水，放出的热量等于57.3kJ，D正确；
答案选D。
6．B
【详解】4Al(s)+3O2(g)→2Al2O3(s)这个反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A、C、D能量图与该反应所体现的能量关系不匹配，B能量图与该反应所体现的能量关系匹配，B符合题意；
答案选B。
【点睛】判断一个给定的反应是放热反应还是吸热反应，从能量的角度判断：①若反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应；②若反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应为吸热反应；
7．C
【详解】A. 反应①反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，故A错误；
B. 反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应历程无关，加入催化剂不能改变反应热，故B错误；
C. I2(g)的能量大于I2(s)，所以I2(g)+2HCl(g)的能量高于I2(s)+2HCl(g)的总能量，故C正确；
D. 正反应放热，热化学方程式为 H2(g)+2ICl(g)→2HCl(g)+I2(g)+218kJ，故D错误；
选C。
8．C
【详解】A．从图像可以看出，甲烷燃烧后释放能量，故都是放热反应，反应①和反应②均为放热反应，故A正确；
B．从图像可以看出CO2具有的能量比CO低，故B正确；
C．CH4(g)+ O2(g)=CO(g)+2H2O(l) +607.3 kJ②，CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) +890.3 kJ①，①-②得到CO(g)+O2(g)=CO2(g)+283 kJ，故C错误；
D．根据图示，反应②的热化学方程式：CH4(g)+ O2(g)=CO(g)+2H2O(l)+607.3 kJ，故D正确；
答案选C。
9．C
【详解】A、氢氧化钠固体溶于水是放热的过程，故NaOH(s)溶于水的过程中扩散吸收的能量小于水合释放的能量，故A错误；
B、酸碱中和放热，故Q大于0，故B错误；
C、反应的热效应与反应的计量数成正比，故当将反应的计量数除以2时，反应的热效应也除以2，即变为NaOH（s）+ H2SO4（aq）→ Na2SO4（aq）+H2O（l）+Q kJ，故C正确；
D、氢氧化钠固体溶于水放热，即若将氢氧化钠固体换为氢氧化钠溶液，则反应放出的热量变小，即则Q′＜Q，故D错误。
故选：C。
10．B
【详解】A、NaCl为强电解质，电离方程式为NaCl=Na++Cl-，故A不符合题意；
B、电解氯化铜溶液生成Cu和氯气，电解发生CuCl2Cu+Cl2↑，故B符合题意；
C、醋酸为弱酸，电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+，故C不符合题意；
D、热量变化Q等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量，则H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) Q=(436+243-431×2)kJ/mol=-183 kJ/mol，因此表示为H2 (g)+Cl2 (g)→2HCl(g)-183kJ，故D不符合题意；
故选：B。
【点睛】电解池中阳极若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应，若是惰性电极作阳极，放电顺序为：，注意：①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电；②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。
11．B
【详解】A．硝酸铵与水混合时，吸收热量，温度降低，故A错误；
B．生石灰(CaO)与水反应时放出热量，温度升高，故B正确；
C．氯化铵与水混合时，吸收热量，温度降低，故C错误；
D．食盐溶于水没有明显的热效应，温度变化不明显，故D错误；
故答案为B。
【点睛】考查常见的放热和吸热反应，明确物质的性质、掌握常见的放热反应和吸热反应是解决该类题目的关键，根据常见的放热反应有：大多数的化合反应，酸碱中和的反应，金属与酸的反应，金属与水的反应，燃烧反应，爆炸反应；常见的吸热反应有：大多数的分解反应，C、CO、H2还原金属氧化物，铵盐与碱的反应；结合题意可知水与固体碎片混合时放出热量，即为放热反应来解题。
12．C
【详解】A.根据能量--反应过程的图像知，状态I的能量高于状态Ⅲ的能量，故该过程是放热反应，A错误；
B.根据状态I、Ⅱ、Ⅲ可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂，故B错误；
C.由图Ⅲ可知，生成物是CO2，具有极性共价键，故C正确；
D.状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，故D错误。
故选C。

13． ＞ 2 ＞ c 采用20MPa~50MPa高压 及时将产物液化除去 c(NH4+)> c(SO42-)> c(H+)> c(OH-) 增大 NH4+ 水解呈酸性，Al3+水解也呈酸性，两者相互抑制，c(NH4+)增大 NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) + 234kJ/mol
【详解】(1)合成氨N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + Q(Q＞0)，正向为放热反应，随温度升高平衡逆向移动，平衡常数K值减小，故K1 ＞K2；
(2) 400℃时，N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)，平衡常数K=0.5，则2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) ，平衡常数为==2；当测得NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为3 mol/L和2 mol/L、1 mol/L时，Qc===＜K，反应正向进行，故υ(N2)(正) ＞υ(N2)(逆) ；
(3)在密闭恒容的容器中，a．υ(N2)（正）=3υ (H2)（逆），不同物质表示的正逆速率不等于化学计量数之比，反应没有达到平衡状态，a不选；b．混合气体的密度=，混合气体的质量守恒m是定量，恒容容器，混合气体的密度始终是个定值，故混合气体的密度保持不变，不能说明反应达到平衡状态，b不选；c．同温同压下，容器内的压强与气体的物质的量呈正比，该反应正向是气体分子数目减小方向，则气体的物质的量是个变化量，压强是个变量，当压强保持不变，说明反应达到平衡状态，c选；d．各物质的物质的量浓度保持不变可以作判断依据，N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2，各物质的浓度比等于化学计量数之比不能说明达到平衡，d不选；故能作为合成氨反应达到平衡的依据的选c；
(4)合成氨工业中为实现“多”是提高氨的产率，可以从平衡移动角度考虑，适当增大压强，平衡正向移动，适当降低反应的温度，平衡正向移动，及时将氨气液化分离出该体系，平衡正向移动，均可以提高反应物的转化率而提高氨产率； 故所采取的措施：采用20MPa~50MPa高压，及时将产物液化分离；
(5)0.1 mol/L的(NH4)2SO4水溶液中NH4+发生水解溶液显酸性，由于水解是微弱的，c(NH4+)约为c(SO42-)的两倍，故各离子浓度由大到小的顺序是c(NH4+)> c(SO42-)> c(H+)> c(OH-)；在该溶液中加入少量明矾固体，Al3+水解也呈酸性，两者相互抑制，c(NH4+)增大；
(6)根据反应进程能量图，该反应为放热反应，且放出热值为368kJ/mol-134kJ/mol=234kJ/mol，NO2和 CO反应的热化学方程式：NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) + 234kJ/mol。
【点睛】判断反应进行的方向应用Qc和K的相对大小，若Qc＜K，反应正向进行；若Qc＞K，反应逆向进行；若Qc=K，反应保持平衡状态。物理量是个变量才可以作平衡的判定依据，若始终保持不变，不能做判定反应是否达到平衡的依据。
14． 低 吸热 6、3、2、1、6 4 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ab >
【详解】（1）由石墨、金刚石燃烧生成相同产物对应热量变化可知，相同质量的石墨的能量低于金刚石，因此等质量时石墨的能量低于金刚石；由石墨制备金刚石为低能量物质转化为高能量物质，属于吸热反应；
（2）该反应中，C元素化合价从0价升高至+2价，N元素化合价从0价降低至-3价，因此C与N2的系数比为3:1，然后根据原子守恒配平方程式为：6C+3SiO2+2N2=Si3N4+6CO；根据相同方向化学反应速率之比等于其物质对应化学计量数之比可知，；
（3）由平衡常数可知，CO、H2作生成物，H2O(g)作生成物，根据元素守恒以及原子守恒可知该可逆反应化学方程式为：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；
（4）a．v正(H2O)、v逆(CO)表示化学反应速率方向不同，当v正(H2O)=v逆(CO)时，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知：v正(H2O)=v逆(CO)= v逆(H2O)，可说明反应达到平衡状态，故a符合题意；
b．该反应中生成物均为气体，反应物中C为固体，反应过程中气体总质量不断变化，气体的物质的量也在不断变化，当二者比值(即气体平均相对分子质量)不变时，说明总气体的质量以及物质的量不变，可说明反应处于平衡状态，故b符合题意；
c．根据化学方程式可知，消耗n molH2时，一定会消耗n molCO，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，故c不符合题意；
d．该反应为等物质的量反应，反应过程中所有物质的总物质的量不变，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，故d不符合题意；
故答案为：ab；
（5）NaHCO3溶液中存在电离平衡和水解平衡，常温下NaHCO3溶液pH=8.4>7，说明的水解程度大于其电离程度，因此水解生成的H2CO3浓度大于电离生成的浓度；溶液呈电中性的原因是溶液中微粒存在电荷守恒，其表达式为：。
15． ad CS2与CO2都为分子晶体，CS2的相对分子质量大，CS2分子间作用力较大，所以CS2熔点高于CO2 bc 0.02mol/(L•min) 900℃时合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，且升高温度耗能较大，经济效益降低，温度低时合成气产率降低且反应速率降低
【分析】（1）流程为：用烧碱来吸二氧化碳发生在捕捉室，生成碳酸钠与氧化钙作用发生在分离室，同时又生成烧碱，碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳发生在高温炉，有两种物质CaO、NaOH循环，“反应分离”环节中，应该是先过滤，据此分析解答；
（2）强碱溶液中CO2转化为Na2CO3；CO2是直线型分子，含有两个C=O双键，CS2与CO2分子结构相似，所以CS2也是直线型分子，含有两个C=S双键，据此写出电子式；CS2与CO2分子结构相似，都是分子晶体，结合分子间作用力分析CS2熔点高于 CO2；
（3）CO2 与 CH4 经催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)2CO (g)+2H2(g)-120kJ，即1molCH4(g)+1molCO2(g)总能量比2molCO (g)+2molH2(g)总能量小120kJ，或2molCO (g)+2molH2(g)总能量比1molCH4(g)+1molCO2(g)总能量高120kJ，据此作图；
（4）反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态，据此分析判断；
根据v=计算v(CO2)，再根据CH4(g)+CO2(g)2CO (g)+2H2(g)中CO、CO2的计量关系计算v(CO)；
（5）结合图像中温度对CO和H2产率的影响及CO和H2产率相对较高时的反应条件分析解答。
【详解】（1）a、由于高温反应炉中高温分解碳酸钙，需要的耗能高，此为该工艺流程的一大缺点，故a正确；
b、由流程可知，“反应分离”的氢氧化钠用于“捕捉室”反应，“高温反应炉”生成的CaO用于“反应分离”中生成碳酸钙和氢氧化钠，所以有CaO与NaOH循环使用，故b错误；
c、“反应分离”环节中，分离的物质为碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，可用过滤法分离，故c错误；
d、该分离过程涉及分离、提纯并利用CO2，可以减少碳的排放，捕捉到的 CO2还可用来制备其他化工产品，故d正确；
故答案为：ad；
（2）pH=13的强碱溶液中CO2转化为Na2CO3，阴离子为；CO2是直线型分子，含有两个C=O双键，CS2与CO2分子结构相似，所以CS2也是直线型分子，含有两个C=S双键，写出的电子式为；CS2与CO2分子结构相似，都是分子晶体，结合分子间作用力分析CS2熔点高于 CO2；CS2与CO2都为分子晶体，由于CS2的相对分子质量大，CS2分子间作用力较大，所以CS2熔点高于CO2，
故答案为：；；CS2与CO2都为分子晶体，CS2的相对分子质量大，CS2分子间作用力较大，所以CS2熔点高于CO2；
（3）由CH4(g)+CO2(g)2CO (g)+2H2(g)-120kJ可知，即1molCH4(g)+1molCO2(g)总能量比2molCO (g)+2molH2(g)总能量小120kJ，或2molCO (g)+2molH2(g)总能量比1molCH4(g)+1molCO2(g)总能量高120kJ，能量变化如图，
故答案为：；
（4）a、每消耗16g即1molCH4 的同时生成4g即2molH2，由于反应方向均为正向，所以不能据此判断反应达到平衡状态，故a不符合题意；
b、该反应是气体体积变化的反应，反应发生变化时气体总物质的量相应变化，容器中气体的压强随之而变，所以容器中气体的压强不再改变的状态是平衡状态，故b符合题意；
c、恒容体系中各物质均为气体，气体的总质量不变，但该反应是气体总物质的量变化的反应，由可知，混和气体的平均相对分子质量不变，即混合气体总物质的量不变，反应达到平衡状态，故c符合题意；
d、恒容体系中各物质均为气体，即气体的总质量不变，所以容器中气体的密度始终不变，故容器中气体的密度不再改变的状态不一定是平衡状态，故d不符合题意；
0～10min内(CO2)==0.2mol，所以v(CO2)===0.01mol/(L•min)，根据CH4(g)+CO2(g)2CO (g)+2H2(g)可知v(CO)=2v(CO2)=0.02mol/(L•min)，
故答案为：bc；0.02mol/(L•min)；
（5）根据图像可知，900℃时合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，且升高温度耗能较大，经济效益降低，温度低时合成气产率降低且反应速率降低，
故答案为：900℃时合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，且升高温度耗能较大，经济效益降低，温度低时合成气产率降低且反应速率降低。
16．
【详解】标准状况下11.2L甲烷气体完全燃烧生成液态水时放出445.15kJ的热量，则1mol甲烷放出热量890.3kJ，故热化学方程式为：。
【点睛】注意在书写中和热和燃烧热的热化学方程式时，系数及物质状态的确定。
17． 1s22s22p2 4 CO2、CH4 2CO+4H2→CH3OCH3+H2O cd K= 向逆反应方向 0.1125mol/(L·min) 将CH3OH液化，及时移走 适当增大压强 CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-738.4 kJ•mol-1
【分析】(1)碳原子的核电荷数是6，其原子结构示意图为；
(2)不同元素原子之间存在极性键，分子内正负电荷中心重合的分子为非极性分子，特别注意由极性键构成的分子不一定是极性分子；
(3)①用CO和H2制备二甲醚时，还产生了一种常温为液态的氧化物，应为H2O，结合原子守恒写出发生反应的化学方程式；
②根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变进行分析；
(4)化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比；温度改变，平衡常数改变，且改变温度平衡正向移动时，平衡常数增大；
(5)图示可知反应中反应进行到10min时达到平衡状态，此时CO2的变化物质的量为1.0mol-0.25mol=0.75mol，由CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可知H2的变化物质的量为0.75mol×3=2.25mol，结合v(H2)=计算；
(6)为了提高CH3OH的产量，理论上应该采取措施促进平衡正向移动即可；
(7)25℃，1.01×105Pa时，16g 液态甲醇的物质的量为=0.5mol，则0.5mol液态甲醇完全燃烧，生成液态水，放出369.2kJ的热量，依据书写热化学方程式的方法写出该反应的热化学方程式。
【详解】(1)碳原子的核电荷数是6，其原子结构示意图为，则碳原子的核外电子排布式是1s22s22p2，其最外层有4个电子，即有4种运动状态不同的电子；
(2)C是单质，构成微粒是原子，不存在分子；CO是双原子分子，含有极性键且是极性分子；CO2是直线型分子，CH4是正四面体结构，两者分子结构中电荷的分布是均匀的，对称的，均为非极性分子；
(3)①用CO和H2制备二甲醚时，还产生了一种常温为液态的氧化物，应为H2O，则发生反应的化学方程式为2CO+4H2=CH3OCH3+H2O；
②根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变进行分析；
②a．甲醇的结构简式为CH3OH ，分子式为CH4O，可看成是CO和H2按物质的量之比1:2合成甲醇，故a正确；
b．乙二醇的分子式为C2H6O2，可看成是CO和H2按物质的量之比2:3合成乙二醇，故b正确；
c．乙二酸的分子式为C2H2O4，则CO和H2无法按一定物质的量之比合成乙二酸，故c错误；
d．尿素分子式为CON2H4，合成气CO和H2中不含氮元素，则CO和H2无法合成尿素，故d错误；
故答案为cd；
(4)反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数表达式K=；平衡常数K减小，说明反应进行的限度降低，平衡向逆反应方向；
(5)图示可知反应中反应进行到10min时达到平衡状态，此时CO2的变化物质的量为1.0mol-0.25mol=0.75mol，由CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可知H2的变化物质的量为0.75mol×3=2.25mol，则从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)===0.1125mol/(L·min)；
(6)为提高CH3OH的产量，改变条件促进平衡正向移动，可以是将CH3OH液化，及时移走或适当增大压强；
(7)25℃，1.01×105Pa时，16g 液态甲醇物质的量为0.5mol，完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，1mol甲醇完全燃烧生成液态水释放的能量为369.2kJ×2=738.4kJ，则该反应的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-738.4 kJ•mol-1。