时间:2019-07-03 23:55:50
1、填空题 SO2和NOx在化学工业上有重要用途，也是大气污染的主要来源，开发和利用并重，预防和治理并举是当前工业上和环境保护领域研究的主要课题之一。
（1）在接触法制硫酸的过程中，发生2SO2(g)＋O2(g) 
2SO3(g) △H＜0反应，某温度下，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如下图所示，根据图示回答下列问题：
①平衡状态由A到B时，平衡常数K(A) K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）；
②将2．0molSO2和1．0molO2置于10L的密闭容器中，若40s后反应达到平衡，此时体系总压强为0．10MPa，这一段时间内SO2的平均反应速率为 。
该反应的平衡常数为 。
（2）用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染，例如：CH4(g)＋4NO2(g) ＝ 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝-574kJ·mol—1
CH4(g)＋4NO(g) ＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝-1160kJ·mol—1
取标准状况下4．48LCH4并使之完全反应：
①若将NO2还原至N2，整个过程中转移电子的物质的量为 ；
②若还原NO2和NO的混合物，放出的总热量Q的取值范围是 。
参考答案：（1）①＝；（1分）②0．0040mol·L-1·s-1，800L·mol-1；（共4分，各2分，无单位或错误扣1分）（2）①1．6mol（2分，无单位扣1分）②173．4kJ＜Q＜232kJ（3分）
本题解析：（1）平衡常数只受温度的影响，温度不变，则压强不变，平衡状态由A变到B时，则k（A）=k（B）；（2）由图象知，体系总压强为0．10MPa时SO2的平衡转化率为0．8，则
2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）
起始：2．0mol 1．0mol 0
转化：1．6mol 0．8mol 1．6mol
平衡：0．4mol 0．2mol 1．6mol
则平衡时：c（SO2）=0．04mol/L，c（O2）=0．02mol/L，c（SO3）=0．16mol/L，SO2的平均反应速率为1．6mol/10L/40s=0．0040mol·L-1·s-1，K=c(SO3)2/c(SO2)2·c(O2)=(0．16)2/(0．04)2×0．02=800；（2）①CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H="-1160kJ/mol" 利用盖斯定律将①+②/2可得：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJ/moln（CH4）=4．48L/22．4L/mol=0．2mol，整个过程中转移的电子总数为：0．20mol×8=1．60mol，放出的热量为：0．2mol×867kJ/mol=173．4kJ。②上述可知，若反应物中全部是为二氧化氮，放出的热量为173．4kJ。根据盖斯定律可据算出若全部为一氧化氮放出热量为232kJ，故放出的热量范围是173．4kJ＜Q＜232kJ。
考点：盖斯定律，化学平衡常数，化学平衡。
本题难度：困难
2、选择题 已知：Fe(s)＋
O2(g)==="FeO(s)" ΔH1＝－272 kJ/mol
2Al(s)＋
O2(g)===Al2O3(s)ΔH2＝－1 675 kJ/mol
则2Al(s)＋3FeO(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s)的ΔH是
A．859 kJ/mol
B．－859 kJ/mol
C．－1403 kJ/mol
D．－2491 kJ/mol
参考答案：B
本题解析：（1）Fe（s）+
O2（g）=FeO（s）△H=-272kJ?mol-1 ①
2Al（s）+
O2（g）=Al2O3（s）△H=-1675kJ?mol-1 ②
依据盖斯定律②-①×3得到热化学方程式为：
2Al（s）+3FeO（s）
本题难度：一般
3、填空题 （16分）甲烷水蒸气重整制合成气是利用甲烷资源的途径之一，该过程的主要反应是
反应①：CH4(g)+ H2O(g) 
CO(g) + 3H2(g) ΔH > 0
（1）已知：
CH4(g)+ 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1= －802 kJ·mol-1
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) ΔH2 = －283 kJ·mol-1
H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g) ΔH3 = －242 kJ·mol-1
则反应①的ΔH =_________（用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示）。
（2）其他条件相同，反应①在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下反应相同时间后，CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。
①在相同条件下，三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是________。
②a点所代表的状态________（填“是”或“不是”）平衡状态。
③c点CH4的转化率高于b点，原因是________。
（3）反应①在恒容密闭反应器中进行，CH4和H2O的起始物质的量之比为1
参考答案：
本题解析：
本题难度：困难
4、填空题 为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究．最近有科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇．“绿色自由”构想技术流程如下：
（1）在合成塔中，若有4.4kg?CO2与足量H2恰好完全反应，可放出4947kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式是______．
（2）以甲醇为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2，负极通入甲醇，在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳．该电池负极发生的反应是：
CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+
则正极发生的反应是______；放电时，H+移向电池的______（填“正”或“负”）极．
（3）常温常压下，饱和CO2水溶液的pH=5.6，c（H2CO3）=1.5×10-5?mol?L-1．若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=______．（已知：10-5.6=2.5×10-6）
（4）常温下，0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c（H2CO3）______c（CO32-）?（填“＞”、“=”或“＜”），原因是______（用离子方程式和必要的文字说明）．
（5）小李同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数，他查得CaCO3、BaCO3的溶度积（Ksp）分别为4.96×10-9、2.58×10-9．小李应该选用的试剂是______．
参考答案：（1）根据4.4 kg CO2与足量H2恰好完全反应，可放出4 947 kJ的热量，则1 mol CO2与氢气合成甲醇放出热量49.47 kJ的热量，所以热化学方程式为
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.47kJ/mol，
故答案为：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.47kJ/mol；
（2）氧气在正极上被还原，在酸性条件下生成水，电池正极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，
电池的正极上有聚集的电子，放电时，电解质溶液的阳离子向电池的正极移动，即H+移向电池的正极，
故答案为：O2+4H++4e-=2?H2O；正；
（3）饱和CO2水溶液的pH=5.6，所以c（H+）=10-5.6=2.5×10-6mol/L，c（H2CO3）=1.5×10-5?mol?L-1，
则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数，K=c(H+)?c(HCO-3)c(H2CO3)=2.5×10-6×2.5×10-61.5×10-5=4.2×10-7?mol?L-1，
故答案为：4.2×10-7?mol?L-1；
（4）溶液存在平衡?HCO3-?CO32-+H+、HCO3-+H2O?H2CO3+OH-，而HCO3-的水解程度 大于电离程度，所以溶液中c（H2CO3）＞c（CO32-），
故答案为：＞；溶液存在平衡?HCO3-?CO32-+H+、HCO3-+H2O?H2CO3+OH-，而HCO3-的水解程度大于电离程度；
（5）根据CaCO3、BaCO3的溶度积大小可知BaCO3更难溶，因此令CO2生成BaCO3反应更完全，故可选择Ba（OH）2（或NaOH溶液和BaCl2溶液）作为CO2的沉淀剂，
故答案为：Ba（OH）2（或NaOH溶液和BaCl2溶液）．
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 (14分)氮的化合物是一把双刃剑，它既是一种资源，又会给环境造成危害。
Ⅰ．氨气是一种重要的化工原料。
（1）NH3与CO2在120oC，催化剂作用下反应生成尿素：CO2(g) +2NH3(g)
（NH2）2CO(s) +H2O(g)，在密闭反应容器中，混合气体中NH3的含量变化关系如图所示：
则A点的逆反应速率V（逆）（CO2） B点的正反应速率V（正）（CO2）（填“>”“=”或“<”），氨气的平衡转化率是 。
（2）将一定量的NH2COONH4(s)置于恒温密闭容器中，NH2COONH4(s)
2 NH3(g)+CO2(g)，其分解达到平衡状态时，容器内混合气体的平均相对分子质量为 。该反应的化学平衡常数的表达式为________。
Ⅱ．氮的氧化物会污染环境。
（3）采取还原法，用炭粉可将氮的氧化物还原。
已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H=" +180.6" kJ·mol-1
C（s）+O2（g）=CO2（g） △H= —393.5 kJ·mol-1
写出炭粉还原一氧化氮的热化学反应方程式 。
（4）若用Na2CO3溶液吸收NO2可生成CO2，9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol，则此反应的离子反应方程式为________。若生成的CO2完全逸出，所得溶液中的离子浓度大小关系为________。
参考答案：(14分,每空2分) （1）< （1分）0.75 （2） 26 K=c2（NH3）×c(CO2)
（3）C（s）+2NO（g）=CO2（g）+N2（g） △H= -574.1kJ·mol-1
（4）2NO2 + CO32- = CO2 + NO2— +NO3— ； C (Na+)>C (NO3—)> C (NO2—)> C (OH—)> C (H+)
本题解析：（1）根据图像可知A点氨气的含量是变化的，这说明A点没有达到平衡状态，而B点达到平衡状态。A点到B点的氨气含量降低，这说明A点反应向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，则A点的逆反应速率V（逆）（CO2）小于B点的正反应速率V（正）（CO2）。根据图像可知起始时氨气和CO2的体积相等，设物质的量均是1mol，消耗氨气的物质的量是xmol，则生成水蒸气的物质的量是0.5xmol。平衡时氨气的含量是0.2，则
，解得x＝0.75，所以氨气的平衡转化率是0.75、
（2）根据方程式可知生成的氨气和CO2的体积之比是2：1，则混合气体的平均相对分子质量是
。由于只有生成物中有气体，则二者的体积之比是2：1，所以该反应的化学平衡常数的表达式为K=c2（NH3）×c(CO2)。
（3）已知：① N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H=" +180.6" kJ·mol-1，② C（s）+O2（g）=CO2（g） △H= —393.5 kJ·mol-1，则根据盖斯定律可知①—②即可得到炭粉还原一氧化氮的热化学反应方程式为C（s）+2NO（g）=CO2（g）+N2（g） △H= -574.1kJ·mol-1。
（4）9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol，NO2的物质的量是0.2mol，这说明氮元素的化合价部分升高到＋5价，另外一半降低到＋3价，则此反应的离子反应方程式为2NO2 + CO32- = CO2 + NO2— +NO3— ；若生成的CO2完全逸出，由于亚硝酸根水解，溶液显碱性，则所得溶液中的离子浓度大小关系为C (Na+)>C (NO3—)> C (NO2—)> C (OH—)> C (H+)。
考点：考查平衡状态计算、平衡常数、盖斯定律应用以及氧化还原反应计算和离子浓度大小比较等
本题难度：困难