时间:2025-06-25 23:08:20
1、简答题 能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题．
I．已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=akJ?mol-1
CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=bkJ?mol-1
C（石墨）+O2（g）=CO2（g）△H=ckJ?mol-1
则反应：4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）的焓变△H=______kJ?mol-1．
Ⅱ．（1）依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是______（填序号）．
A．C（s）+CO2（g）=2CO（g）
B．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）
C．2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）
D．CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）
若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应可以设计成一个原电池，请写出该原电池的电极反应．
负极：______，
正极：______．
（2）二氧化氯（ClO2）是一种高效安全的自来水消毒剂．ClO2是一种黄绿色气体，易溶于水．实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下：
已知：电解过程中发生的反应为：
NH4Cl+2HCl
参考答案：Ⅰ、①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H=akJ?mol-1
②CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=bkJ?mol-1
③C（石墨）+O2（g）=CO2（g）△H=ckJ?mol-1
依据盖斯定律（③-②）×6-①×2得到4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H=6（c-b）-2a kJ?mol-1
故答案为：6（c-b）-2a；
Ⅱ、（1）设计成原电池需要是自发进行的氧化还原反应；
A．C（s）+CO2（g）=2CO（g）是非自发进行的氧化还原反应，故A不选；
B．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l），反应是复分解反应，不是氧化还原反应，故B不选；
C．2H2O（l）=2H2（g）+O2（g），反应是非自发进行的氧化还原反应，故c不选；
D．CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l），是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池；故D选；
D反应是甲烷燃料电池，在碱溶液中甲烷燃料电池中燃料在负极发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应；
负极电极反应为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；
正极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
故答案为：D，CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；O2+2H2O+4e-=4OH-；
（2）NH4Cl+2HCl通电..NCl3+3H2↑；假设NCl3中氮元素为+3价．
①电解时阴极上是氢离子得到电子生成氢气，阴极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑；
②电解时阳极上是铵根离子失去电子生成氢气，故答案为：NH4Cl（NH4+）；
③A、ClO2易溶于水，不能利用碳酸钠溶液吸收氨气，故A错误；
B、碱石灰不能吸收氨气，故B错误；
C、浓硫酸可以吸收氨气，且不影响ClO2，故C正确；
D、ClO2易溶于水，不能利用水吸收氨气，故D错误；
故选：C；
④NCl3与NaClO2恰好反应生成ClO2，还生成氯化钠、NaOH，结合电子守恒可知，Cl元素的化合价升高，则N元素化合价降低，还生成氨气，则该反应的离子反应为NCl3+3H2O+6ClO-2=6ClO2↑+3Cl-+3OH-+NH3↑，生产过程中，每生成1mol ClO2，需消耗16mol，故答案为：16．
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 开发、使用清洁能源发展“低碳经济”，正成为科学家研究的主要课题．氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池．
（1）已知：①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H1=-1275.6kJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566.0kJ?mol-1
③H2O（g）=H2O（l）△H3=-44.0kJ?mol-1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：______．
（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a．则，Pl______P2；A、B、C三点处对应平衡常数（KA、KB、KC）的大小顺序为______．（填“＜”、“＞”“=”）
②100℃时，将1molCH4和2molH2O通入容积为100L的反应室，反应达平衡的标志是：______．
a．容器内气体密度恒定
b．单位时间内消耗0.1molCH4同时生成0.3molH2
c．容器的压强恒定
d．3v正（CH4）=v逆（H2）
如果达到平衡时CH4的转化率为0.5，则100℃时该反应的平衡常数K=______
（3）某实验小组利用CO（g）、O2（g）、KOH（aq）设计成如图b所示的电池装置，负极的电极反应式为______．用该原电池做电源，常温下，用惰性电极电解200mL饱和食盐水（足量），消耗的标准状况下的CO224mL，则溶液的pH=______．（不考虑溶液体积的变化）
（4）氢氧燃料电池的三大优点是：______、______、能连续工作．
参考答案：（1）已知：①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
③H2O（g）═H2O（l）△H=-44.0kJ/mol
由盖斯定律，①-②+③×4得：
2CH3OH（l）+2O2（g）═2CO（g）+4H2O（l），故△H=-1275.6kJ∕mol-（-566.0kJ/mol）+（-44.0kJ/mol）×4=-885.6kJ∕mol，
所以其热化学反应方程式为：CH3OH（l）+O2（g）═CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ∕mol，
故答案为：CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△H=-442.8kJ?mol-1；
（2）①根据一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系图知道，温度不变，则增大压强，平衡CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）逆向移动，甲烷的转化率减小，所以Pl＜P2，压强不变升高温度，甲烷的转化率会增大，平衡正向进行，所以反应是吸热反应，温度越高，K越大，A、B、C三点处对应的温度是逐渐升高的，所以平衡常数（KA、KB、KC）的大小顺序为KC＞KB＞KA，
故答案为：＜；KC＞KB＞KA；
②a．容器内气体密度=mV，质量是守恒的，V是不变的，所以密度始终不变，当密度不变时，不一定平衡，故错误；
b．单位时间内消耗0.1molCH4同时生成0.3molH2，只能说明正反应速率，不能证明正逆反应速率相等，不一定平衡，故错误；
c．反应是前后系数和变化的反应，当容器的压强恒定，则达到了平衡，故正确；
d．3v正（CH4）=v逆（H2），能体现v（正）=v（逆），故正确．
故选cd．
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）
初始浓度：0.01 0.0200
变化浓度：0.005 0.0050.0050.015
平衡浓度：0.0050.015 0.0050.015
所以平衡常数K=0.0153×0.0050.005×0.015=2.25×10-4（mol/L）2，
故答案为：cd；2.25×10-4（mol/L）2；
（3）在CO（g）、O2（g）、KOH（aq）设计成的燃料电池装置中，CO发生氧化反应，在负极失去电子，碱性条件下生成碳酸根与水，负极电极反应式为：CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O，用该原电池做电源，常温下，用惰性电极电解200mL饱和食盐水（足量），当消耗的标准状况下的CO224mL极0.01mol时，转移电子是0.02mol，根据电解氯化钠的反应方程式：2NaCl+2H2O 通电.2NaOH+Cl2↑+H2↑，当转移电子是0.02mol时，生成氢氧化钠的物质的量是0.02mol，所以氢氧化钠浓度是0.02mol0.2L=0.1mol/L，即pH=13，故答案为：CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O；13．
（4）原电池具有能量利用率高的特点，氢氧燃料电池的产物是水，无污染，环保，故答案为：能量利用率高；无污染，环保．
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 如图所示，△H1=－393．5 kJ/mol，△H2=－395．4 kJ/mol， 下列说法或表示中，正确的是 
[? ]
A．C（s、石墨）== C（s、金刚石） △H= +1．9 kJ/mol
B．石墨和金刚石的转化是物理变化
C．石墨的稳定性比金刚石弱
D．1mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小1．9 kJ
参考答案：A
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 下列说法不正确的是
[? ]
A．已知冰的熔化热为6.0 kJ·mol-1，冰中氢键键能为20 kJ·mol-1，假设1 mol冰中有2 mol 氢键，且熔化热完全用于破坏冰的氢键，则最多只能破坏冰中15％的氢键
B．已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为α，
。若加入少量醋酸钠固体，则CH3COOH
CH3COO-＋H+向左移动，α减小，Ka变小
C．实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为－3916 kJ·mol-1、－3747 kJ·mol-1和
－3265 kJ·mol-1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键
D．已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)==2Fe(s)＋3CO(g)，△H＝＋489.0 kJ·mol-1。
CO(g)＋O2(g)==CO2(g)；△H＝－283.0 kJ·mol-1。 C(石墨)＋O2(g)==CO2(g)；△H＝－393.5 kJ·mol-1。则 4Fe(s)＋3O2(g)==2Fe2O3(s)；△H＝－1641.0 kJ·mol-1
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 研究氮及其化合物具有重要意义．请回答下列问题：
（1）脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：
2NH3（g）+N0（g）+N02（g）
参考答案：（1）根据氮元素的化合价的变化可知，N0、N02的化合价降低被还原，做氧化剂，故答案为：N0、N02；
（2）根据2N02（g）?N204（g）可知，N02的浓度变化应该是N204浓度变化的2倍，故变化慢的是N204；c、d两点是在同一时间段内的平衡状态上的两点，所以v（c）=v（d），又因为d点的二氧化氮的浓度比b点大，所以v（d）＞v（b），因此v（c）=v（d）＞v（b）；25min时，根据曲线发生图中变化可知二氧化氮的浓度瞬间增大，而四氧化二氮没变，所以改变的条件是增加N02浓度；故答案为：Y；v（c）=v（d）＞v（b）；增加N02浓度；
（3）氨水溶液pH=11，则C（H+）═10-11 mol?L-1，C（0H-）═10-3mol?L-1，
NH3?H2O?NH4++OH-
起始（mol?L-1） 0.1 0 0
反应（mol?L-1） 10-3 10-3 10-3
平衡（mol?L-1） 0.1 10-3 10-3
所以NH3?H2O的电离平衡常数为Kb=10-3×10-30.1=1.0×10-5mol?L-1；故答案为：1.0×10-5mol?L-1；
（4）已知N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1=+180kJ?mol-1，N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H2=+68kJ?mol-1，2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H3=-221kJ?mol-1，C（s）+O2（g）=CO2（g）△H4=-393.5kJ?mol-1，根据盖斯定律，化学方程式为4CO（g）+2NO2（g）=4CO2（g）+N2（g）△H=4△H4-2△H3-△H2=-1200kJ?mol-1，故答案为：-1200kJ?mol-1；
（5）根据溶液呈酸性，阴极电极反应式为：2H++2e-═H2↑，阳极的电极反应式为：N2O4+2HNO3-2e-═2N2O5+2H+，阴极和阳极电极反应式相加即可得到电解反应的化学方程式为N2O4+2HNO3通电. 2N2O5+H2↑；故答案为：N2O4+2HNO3通电. 2N2O5+H2↑．
本题解析：
本题难度：简单