2022年高三化学寒假学业质量标准检测（含答案）：01化学反应与能量

这是一份2022年高三化学寒假学业质量标准检测（含答案）：01化学反应与能量，共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(本题包括17个小题，每小题3分，共51分)
1．化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列措施有利于节能减排、保护环境的是 ( B )
①加快化石燃料的开采与使用 ②研发易降解的生物农药
③应用高效洁净的能源转换技术 ④田间焚烧秸秆 ⑤推广使用节能环保材料
A．①③⑤ B．②③⑤
C．①②④ D．②④⑤
解析：①会使化石燃料更快地枯竭并造成环境污染；④造成空气污染。
2．下列说法中，正确的是 ( C )
A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，反应为吸热反应
C．生成物的总能量大于反应物的总能量时，反应吸热，ΔH>0
D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关
解析：化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，在化学键断裂和形成中都会有能量的变化，故化学反应的过程中，发生物质变化时，一定有能量的变化，A错误；B项即形成生成物化学键时放出的能量多，应为放热反应，B错误；C项，ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量，ΔH>0时为吸热反应，正确；D项，ΔH与化学方程式中物质的化学计量数成正比，错误。
3．下列反应的能量变化与其他三项不相同的是 ( B )
A．铝粉与氧化铁的反应 B．氯化铵与消石灰的反应
C．锌片与稀硫酸反应 D．钠与冷水反应
解析：氯化铵与消石灰的反应属吸热反应，其他皆为放热反应。
4．已知气体A和气体B反应生成液态C为放热反应，则下列热化学方程式书写正确的是(a>0) ( D )
A．A(g)＋2B(g)===C(l) ΔH＝＋a kJ/ml
B．A＋2B===C ΔH＝－a kJ/ml
C．A(g)＋2B(g)===C(l) ΔH＝－a kJ
D．A(g)＋2B(g)===C(l) ΔH＝－a kJ/ml
解析：A项中应为ΔH<0，A错；B项中未标注物质的聚集状态，B错；C项中ΔH的单位应为kJ/ml，C错。
5．分析下图所示的能量变化示意图，可确定下列热化学方程式书写正确的是 ( B )
A．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH＝a(a>0)
B．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH＝a(a<0)
C．2A＋B===2C ΔH＝a(a<0)
D．2C===2A＋B ΔH＝a(a>0)
解析：C、D两项均未标明反应物和生成物的聚集状态，所以错误；反应物(A和B)的总能量高于生成物(C)的总能量，故正反应为放热反应，ΔH<0，所以B项正确，A项错误。
6．下列关于热化学反应的描述中正确的是 ( B )
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ/ml，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ/ml
B．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/ml，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋(2×283.0) kJ/ml
C．用酒精灯加热打磨过的镁条燃烧，该反应是吸热反应
D．1 ml 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
解析：中和热是定值，与反应物无关，A错；镁条燃烧是放热反应，C错；1 ml甲烷燃烧生成液态水和CO2放出的热量才是燃烧热，D错。
7．下列有关反应热的说法正确的是 ( D )
A．在化学反应过程中，吸热反应需不断从外界获得能量，放热反应不需从外界获得能量
B．甲烷的燃烧热ΔH＝－890 kJ·ml－1，则甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890 kJ·ml－1
C．已知常温常压下：HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，则有：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·ml－1
D．已知：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－Q1 kJ·ml－1，S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－Q2 kJ·mI－1，则Q1解析：A项，有的放热反应需要从外界获得一定的能量来引发；B项，甲烷燃烧的热化学方程式中，水应为液态；C项，H2SO4与Ba(OH)2反应生成沉淀也释放出热量，ΔH小于－114.6 kJ·ml－1：D项，S(s)变为S(g)要吸收热量，所以Q18．下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确) ( D )
A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－1 367.0 kJ·ml－1(燃烧热)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ·ml－1(中和热)
C．2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ·ml－1(反应热)
D．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8 kJ·ml－1(反应热)
解析：燃烧热必须是可燃物生成稳定的氧化物对应的热效应，而气态水不是稳定的氧化物，故A错误。中和反应是放热反应，ΔH<0，故B错误。书写热化学方程式时必须标明物质的状态，C错误。
9．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·ml－1
Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝－226 kJ·ml－1
根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是 ( C )
A．CO的燃烧热为283 kJ
B．下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH>－452 kJ·ml－1
D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023
解析：A项中燃烧热单位错误，应为283 kJ/ml，所以A项不正确；B项1 ml CO生成1 ml CO2放热283 kJ，B项不正确；由Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝－226 kJ/ml知2Na2O2(s)＋2CO2(g)===2Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH＝－452 kJ/ml，由CO2(s)至CO2(g)需吸热，所以2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g)，放热数值小于452 kJ，即ΔH>－452 kJ/ml，C项正确；由题给两个方程①＋②×2得CO(g)＋Na2O2(s)===Na2CO3(s) ΔH＝－509 kJ/ml，分析知此反应放出509 kJ热量时消耗1 ml CO，转移2 ml电子，所以D项不正确。
10．半导体工业用石英砂做原料通过三个重要反应生产单质硅：
①SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g) ΔH＝＋682.44 kJ·ml－1，
(石英砂) (粗硅)
②Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(g) ΔH＝－657.01 kJ·ml－1
③SiCl4(g)＋2Mg(s)===2MgCl2(s)＋Si(s) ΔH＝－625.63 kJ·ml－1
(纯硅)
生产1.00 kg纯硅的总反应热为 ( D )
A．2.43×104 kJ B．－2.35×104 kJ
C．－2.23×104 kJ D．－2.14×104 kJ
解析：利用盖斯定律将①＋②＋③可得：
SiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)＋2Mg(s)===Si(s)＋
(石英砂) (纯硅)
2CO(g)＋2MgCl2(s) ΔH＝－600.2 kJ·ml－1。
生产1.00 kg纯硅时总反应热为：
－600.2 kJ·ml－1×eq \f(1.00×103 g,28 g·ml－1)＝－2.14×104 kJ。
11．已知以下三个热化学方程式
4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH2
2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s) ΔH3<0
下面关于ΔH1、ΔH2的比较正确的是 ( B )
A．ΔH1>ΔH2 B．ΔH1<ΔH2
C．ΔH1＝ΔH2 D．无法比较
解析：由题干所给方程式中前两个相减可得4Al(s)＋2Fe2O3(s)===4Fe(s)＋2Al2O3(s) ΔH1－ΔH2。所得反应为第三个化学反应×2，故ΔH1－ΔH2＝2ΔH3<0，则ΔH1<ΔH2。
12．今有如下3个热化学方程式：
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH1＝－a kJ·ml－1 (1)
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH2＝－b kJ·ml－1 (2)
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3＝－c kJ·ml－1 (3)
关于它们在下列表述中的原因和结论都正确的是 ( A )
解析：A项，H2的燃烧是放热反应，ΔH1、ΔH2、ΔH3分别表示热化学方程式的焓变，a、b、c分别表示焓变数值，故a、b、c均大于零，正确；B项，物质状态不相同，故a≠b，错误；C项，方程式(1)和(3)表示的反应实质相同，故a、c之间应有一定的关系；D项，比较ΔH的大小应同时注意数值和符号，因方程式(3)的系数是方程式(2)的2倍，因此2b＝c，但ΔH2＝－b kJ·ml－1，ΔH3＝－c kJ·ml－1，故ΔH2>ΔH3，错误。
13．下列说法或表示方法正确的是 ( B )
A．已知C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH2，则ΔH1>ΔH2
B．在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，若将含0.5 ml H2SO4的浓硫酸与含1 ml NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ
C．由C(石墨)(s)===C(金刚石)(s) ΔH＝＋1.90 kJ·ml－1可知，金刚石比石墨稳定
D．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，则表示氢气燃烧的热化学方程式为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·ml－1
解析：A项，1 ml碳完全燃烧放出的热量应大于不完全燃烧放出的热量，因ΔH1、ΔH2均小于零，所以ΔH1<ΔH2，所以A错；B项，浓硫酸稀释过程中要放热，因此放出的热量大于57.3 kJ，B正确；石墨转化为金刚石为吸热反应，则金刚石所具有的能量高于石墨所具有的能量，能量越高越不稳定，所以金刚石不如石墨稳定，C错；2 g即1 ml H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，所以热化学方程式中2 ml H2反应对应的焓变应为－571.6 kJ·ml－1，所以D错。
14．以NA表示阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式：
C2H2(g)＋eq \f(5,2)O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1300 kJ/ml的说法中，正确的是 ( D )
A．当有6 NA个电子转移时，该反应放出1300 kJ的能量
B．当有NA个水分子生成且为液体时，吸收1300 kJ的能量
C．当有4NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300 kJ的能量
D．当有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300 kJ的能量
解析：A、热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，不表示微粒数，C2H2(g)＋eq \f(5,2)O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) △H＝－1300 kJ/ml，乙炔中－1价的碳经过反应变为产物二氧化碳中＋4价的碳，所以每当放出1300 kJ的能量，转移的电子数为10NA，故A错误；B、该反应为放热反应，故B错误；C、1个CO2分子中含有4个共用电子对，有4NA个碳氧共用电子对生成时，说明有1 ml CO2生成，放出650 kJ的能量，故C错误：D、1个CO2分子中含有4个共用电子对，有8NA个碳氧共用电子对生成时，说明有2 ml CO2生成，放出1300 kJ的能量，故D正确。
15．管道煤气的主要成分是H2、CO和少量的甲烷。相应的热化学反应方程式为：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·ml－1
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·ml－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·ml－1
当使用管道煤气的用户改用天然气后，在相同条件下燃烧等体积的天然气，理论上所获得的热值，后者大约是前者的多少倍？ ( D )
A．0.8 B．1.3
C．1.6 D．3.1
解析：H2和CO的反应热相当，则倍数为eq \f(890.3,\f(571.6,2))＝3.1。
16．利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法，已知CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)反应过程中的能量变化情况如图所示，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是 ( C )
A．该反应物ΔH＝＋91 kJ·ml－1
B．加入催化剂，该反应的ΔH变小
C．反应物的总能量大于生成物的总能量
D．如果该反应生成液态CH3OH，则ΔH增大
解析：根据图示，该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，是放热反应，故选项A错误，C正确；加入催化剂只能降低反应所需的活化能，而对反应热无影响，选项B错误；生成液态CH3OH时释放出的热量更多，ΔH更小，选项D错误。
17．已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH＝a kJ·ml－1，
P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g) ΔH＝b kJ·ml－1，P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·ml－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·ml－1。
下列叙述正确的是 ( C )
A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能
B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH
C．Cl—Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4 kJ·ml－1
D．P—P键的键能为(5a－3b＋12c)/8 kJ·ml－1
解析：Cl的非金属性大于P的非金属性，故P—Cl键的键能大于P—P键的键能，A项错误；不知道PCl5(g)―→PCl5(s)的反应热，无法求出B项中反应的反应热，B项错误；根据盖斯定律，消去P4，得到Cl—Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4 kJ·ml－1，C项正确；根据盖斯定律，消去Cl2，得到P—P键的键能为(5a－3b＋12c)/12 kJ·ml－1，D项错误。
二、非选择题(本题包括5小题，共49分)
18．(10分)(1)中和热测定的实验中，用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、__环形玻璃搅拌棒__、__量筒__。
(2)量取反应物时，取50 mL 0.50 ml·L－1的盐酸，还需加入的试剂是__B__(填序号)。
A．50 mL 0.50 ml·L－1 NaOH溶液
B．50 mL 0.55 ml·L－1 NaOH溶液
C．1.0 g NaOH固体
(3)由甲、乙两人组成的实验小组，在同样的实验条件下，用同样的实验仪器和方法进行两组测定中和热的实验，实验试剂及其用量如下表所示。
①甲在实验之前预计ΔH1＝ΔH2。他的根据是__A、B中酸与碱的元数、物质的量浓度、溶液体积都相同__；乙在实验之前预计ΔH1≠ΔH2，他的根据是__NaOH是强碱，NH3·H2O是弱碱，弱碱电离吸热__。
②实验测得的温度是：A的起始温度为13.0 ℃、终了温度为19.8 ℃；B的起始温度为13.0 ℃、终了温度为19.3 ℃。设充分反应后溶液的比热容c＝4.184 J/(g·℃)，忽略实验仪器的比热容及溶液体积的变化，则ΔH1＝__－56.9_kJ/ml__；ΔH2＝__－52.7_kJ/ml__。(已知溶液密度均为1 g/cm3)
解析：(1)中和热测定实验中用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒。(2)所用NaOH溶液的浓度要略大于盐酸的浓度。(3)根据ΔH＝－m·c·(t2－t1)/n(H2O)计算，其中n(H2O)＝0.050 ml。
19．(9分) 断开1 ml AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A－B键的键能。下表列出了一些化学键的键能E：
请回答下列问题：
(1)如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为__放热__(填“吸热”或“放热”)反应，其中ΔH＝__(a－b)kJ·ml－1__(用含有a、b的关系式表示)。
(2)若图示中表示反应H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·ml－1，则b＝__926__kJ·ml－1，x＝__496.4__kJ·ml－1。
(3)历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl2作催化剂，在450 ℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为__O2＋4HCleq \(=====,\s\up7(450 ℃),\s\d5(催化剂))2Cl2＋2H2O__。若忽略温度和压强对反应热的影响，根据上题中的有关数据，计算当反应中有1 ml电子转移时，反应的能量变化为__放出能量31.4_kJ__。
解析：(1)反应物的能量高于生成物，因此是放热反应。反应热为反应物与生成物的能量之差，即ΔH＝(a－b)kJ·ml－1。
(2)b表示H、O原子结合为气态水时的能量变化，其数值为463×2＝926；436＋eq \f(1,2)x－926＝－241.8，则x＝496.4。
(3)根据题意写出方程式。反应的ΔH＝(496.4＋431×4－247×2－463×4)kJ·ml－1＝－125.6 kJ·ml－1，则转移1 ml电子时反应放出的能量为31.4 kJ。
20．(10分)(1)运动会中的火炬一般采用丙烷(C3H8)为燃料。丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。试回答下列问题：
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 ml H2O(l)过程中的能量变化图，请在图中的括号内填入“＋”或“－”。
②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：__C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)__ΔH＝－2215.0 kJ/ml__。
③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 ml二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1455 kJ热量。若1 ml丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为__1∶3__。
(2)试运用盖斯定律回答下列问题：
①已知：H2O(g)===H2O(l)__ΔH1＝－Q1 kJ/ml(a)
C2H5OH(g)===C2H5OH(l)__ΔH2＝－Q2 kJ/ml(b)
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)__ΔH3＝－Q3 kJ/ml(c)
若使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为__3Q1－Q2＋Q3__kJ。
②碳(s)在氧气供应不充足时，生成CO同时还部分生成CO2，因此无法通过实验直接测得反应： C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)的ΔH。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的ΔH，计算时需要测得的实验数据有__碳和CO的燃烧热__。
解析：(1)①丙烷完全燃烧生成CO2和1 ml H2O(l)时放热，ΔH为负值。②燃烧热是1 ml物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，所以表示丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2215.0 kJ·ml－1。③n(二甲醚)×1455 kJ·ml－1＋[1 ml－n(二甲醚)]×2215.0 kJ·ml－1＝1645 kJ，解得n(二甲醚)＝0.75 ml，n(丙烷)＝0.25 ml。
(2)①由(a)×3－(c)－(b)可得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH4＝－(3Q1－Q2＋Q3)kJ·ml－1，所以使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，整个过程中放出的热量为(3Q1－Q2＋Q3)kJ。②利用盖斯定律计算反应C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)的ΔH，需要测得的实验数据有碳和CO的燃烧热。
21．(9分)已知1 ml CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ的热量；1 ml氢气完全燃烧生成液态水放出286 kJ的热量；1 ml CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ的热量。
(1)写出氢气燃烧的热化学方程式：__H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)__ΔH＝－286 kJ·ml－1[或2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)__ΔH＝－572 kJ·ml－1]__；
(2)若1 ml液态水汽化时需要吸收44 kJ的热量，请写出CH4燃烧生成气态水的热化学方程式：__CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)__ΔH＝－802 kJ·ml－1__；
(3)若将a ml CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水时，则放出热量(Q)的取值范围是__283a_kJ解析：(1)由题意可知，氢气燃烧的热化学方程式为
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·ml－1或2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572 kJ·ml－1；
(2)由题意可知，CH4燃烧生成液态水的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890 kJ·ml－1，又知2H2O(l)===2H2O(g)
ΔH＝＋2×44 kJ·ml－1＝＋88 kJ·ml－1，将两式相加得CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890 kJ·ml－1＋88 kJ·ml－1＝－802 kJ·ml－1；
(3)由题意可知，a ml CO完全燃烧生成CO2气体，放出的热量最少，为283a kJ，a ml CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出的热量最多，为890a kJ，故a ml CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水时放出的热量(Q)的取值范围是283a kJ22．(11分)CH4、H2、C都是优质的能源物质，它们燃烧的热化学方程式为：
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ/ml
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/ml
③C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5kJ/ml
(1)在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活，甲烷细菌使1 ml甲烷生成CO2气体与液态水，放出的能量__＝__(填“>”“<”或“＝”)890.3 kJ。
(2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH4＋CO2===2CO＋2H2,1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量，则：
①图中能表示该反应过程中能量变化的是__D__(填字母)。
②若将物质的量均为1 ml的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中，体系放出的热量随着时间的变化如图所示，则CH4的转化率约为__63%__。
(3)C(s)与H2(g)不反应，所以C(s)＋2H2(g)===CH4(g)的反应热无法直接测量，但通过上述反应可求出C(s)＋2H2(g)===CH4(g)的反应热ΔH＝__－74.8_kJ/ml__。
(4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点，下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是__C__(填字母)。
A．寻找优质催化剂，使CO2与H2O反应生成CH4与O2，并放出热量
B．寻找优质催化剂，在常温常压下使CO2分解生成碳与O2
C．寻找优质催化剂，利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)
D．将固态碳合成为C60，以C60作为燃料
解析：(1)给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态，与中间过程无关，故甲烷细菌使1 ml甲烷生成CO2气体与液态水，放出的能量仍等于890.3 kJ。
(2)①1 g CH4完全反应释放15.46 kJ的热量，则1 ml CH4完全反应放出的热量为15.46 kJ/g×16 g＝247.36 kJ，故D图符合题意。②CH4的转化率＝eq \f(155.8 kJ,247.36 kJ)×100%≈63%。
(3)根据盖斯定律，由②＋③－①即得C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－74.8 kJ/ml。
(4)已知CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ/ml，则CO2与H2O反应生成CH4与O2的反应吸热，故A项不正确。使CO2分解生成C与O2的反应为吸热反应，常温下不能发生，故B项不正确。利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)是合理的，故C项正确。将固态碳合成为C60，以C60作为燃料，是极不经济划算的，故D项不正确。
选项
原因
结论
A
H2的燃烧是放热反应
a、b、c均大于零
B
方程式(1)和(2)的物质种类和系数均相同
a＝b
C
方程式(1)和(3)中H2O的状态不同，系数不同
a、c不会有任何关系
D
方程式(3)的系数是(2)的2倍
ΔH2<ΔH3
反应物
起始温度t1/℃
终了温度t2/℃
中和热/kJ·ml－1
A．1.0 ml/L HCl溶液50 mL、1.1 ml/L NaOH溶液50 mL
13.0
ΔH1
B．1.0 ml/L HCl溶液50 mL、1.1 ml/L NH3·H2O溶液50 mL
13.0
ΔH2
化学键
H—H
Cl—Cl
O===O
C—Cl
C—H
O—H
H—Cl
E/(kJ·ml－1)
436
247
x
330
413
463
431