热门试卷

新的《环境空气质量标准》将于2016年1月1日在我国全面实施。据此，环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标，为公众提供健康指引，引导当地居民合理安排出行和生活。

(1)汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体，用化学方程式解释产生NO的原因________________________________________

(2)汽车排气管内安装的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。已知：

N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1

2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1

C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

则反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1；该反应的ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)。

(3)将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1 L的密闭容器中，在不同条件下反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。

①计算产物N2在6～9 min时的平均反应速率v(N2)＝________mol·L－1·min－1；

②第12 min时改变的反应条件为________(填“升温”或“降温”)；

③计算反应在第24 min时的平衡常数K＝________。若保持温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.060 mol，平衡将________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。

(4)环境监测中还可用沉淀法测定空气中含有较高浓度SO2的含量，经查得一些物质在20 ℃的数据如下表：

①吸收SO2最合适的试剂是________[填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液；

②在20 ℃时，向CaSO3悬浊液中滴加适量的BaCl2溶液，当CaSO3向BaSO3的转化达到平衡时，溶液中的＝____________(写出表达式即可)。

下图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:

Ⅰ.已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为:K=,写出它所对应反应的化学方程式:                                  

                                                     　。 

Ⅱ.二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3。工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0～10.0 MPa,温度230～280 ℃)进行下列反应:

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

ΔH1="-90.7" kJ·mol-1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

ΔH2="-23.5" kJ·mol-1

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

ΔH3="-41.2" kJ·mol-1

(1)写出催化反应室中三个反应的总反应的热化学方程式:                          。

(2)在某温度下,2 L密闭容器中发生反应①,起始时CO、H2的物质的量分别为2 mol和6 mol,3 min后达到平衡,测得CO的转化率为60%,则3 min内CO的平均反应速率为　　　　　　　　。若同样条件下起始时CO物质的量为4 mol,达到平衡后CH3OH为2.4 mol,则起始时H2为　　　　mol。

(3)下列有关反应③的说法正确的是　　　　。

A.在体积可变的密闭容器中,在反应③达到平衡后,若加压,则平衡不移动、混合气体平均相对分子质量不变、混合气体密度不变

B.若830 ℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K＞1.0

C.某温度下,若向已达平衡的反应③中加入等物质的量的CO和H2O(g),则平衡右移、平衡常数变大

(4)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一系列实验,每次实验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,实验结果如图,

则CO转化率随温度变化的规律是                                        　。

其原因是                                                   　。

合成气(CO和H2)是重要的化工原料，在工业生产中有着广泛的应用。

（1）工业上用甲烷和水蒸气在高温条件下发生反应制备合成气(CO和H2)，4g甲烷完全反应吸收51.5KJ热量，写该反应的热化学方程式                          

（2）工业上常用合成气来冶炼金属，其中CO还原氧化铁来冶炼生铁方程式如下：

3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+ 2Fe(s) △H<0

①如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，       。

②在一个容积为4L的密闭容器中，1000℃时加入4mol CO(g)和足量Fe2O3(s)，反应2分钟后达到平衡，测得此时容器内气体的密度为40g/L，求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)= ___、CO的平衡转化率= _____、该反应的化学平衡常数K=        。

（1）利用盖斯定律可以从已经精确测定的反应热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应。已知：N2(g)+ 2O2(g)="=" 2NO2(g) ΔH=" +67.7" kJ·mol-1，

N2H4(g)+ O2(g)="=" N2(g)+ 2H2O(g) ΔH=" -534" kJ·mol-1。

请写出气态肼与NO2气体完全反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式：          。

（2）已知：N≡N的键能是946kJ·mol-1，H—H的键能为436kJ·mol-1，N—H的键

能为393kJ·mol-1，计算合成氨反应生成1molNH3的△H＝       kJ·mol-1。

（3）现有25℃、pH＝13的Ba(OH)2溶液，

①该Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为________

②加水稀释100倍，所得溶液中由水电离出c(OH－)＝____________

③与某浓度盐酸溶液按体积比(碱与酸之比)1 : 9混合后，所得溶液pH＝11，该盐酸溶液的pH＝________。

（4）回答醋酸与氢氧化钠反应的有关问题

①将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液呈  (填“酸性”，“中性”或“碱性”，下同)，溶液中c(Na＋)    c(CH3COO－)(填“ >” 或“＝” 或“<” )。

②pH＝3的醋酸和pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈  ，溶液中c(Na＋)

    c(CH3COO－) .

③物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等，则混合后溶液呈       ，醋酸体积        氢氧化钠溶液体积。

（8分）已知1mol CO气体完全燃烧生成CO2气体，放出283KJ热量，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出286KJ热量，1mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890KJ热

（1）写出H2燃烧热的热化学方程式                                       。

（2）若1mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸汽，放出热量   890KJ（填“=”、“>”“<”）

（3）若将a mol CH4，CO，H2混合气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水，则放出热量（Q）的取值范围是       。

（4）若将a mol CH4，CO，H2混合气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水，且CO2和H2O物质的量相等，则放出热量（Q）的取值范围是                            。

（14分）我国是世界上最大的耗煤国家，但每年占总产量70%的煤都被直接烧掉，既浪费了资源又污染环境。因此开发新能源是国家能源发展的方向。

试回答下列问题：

(1)已知1.12LCH4(标况)完全燃烧生成二氧化碳和液态水，可放出44.5KJ的热量,则其热化学方程式为__________;

(2)人们常用“热值”来衡量燃料燃烧放出的热量的大小。“热值”是指常温常压下，1g物质完全燃烧生成稳定物质放出的热量。则CH4的热值是________KJ.g-1

(3)氢气是一种清洁能源，它不仅热值高，而且原料丰富。氢氧燃料电池是以氢气为燃料，氧气是氧化剂，以氢氧化钾为电解质溶液的燃料电池，试写出正、负极的电极反应式：

正极_______________________  ,负极________________________________.

(4)若以上述氢氧燃料电池作电源,以碳棒为阳极电解100mL饱和食盐水,则阳极的电极反应式为__________________________;当电路中通过0.2mol电子时,阳极可产生的气体____________L(标况下),此时溶液中氢氧化钠的物质的量浓度为________mol.L-1(假设电解前后溶液体积不变).

为减小CO2对环境的影响，在限制其排放量的同时，应加强对CO2创新利用的研究。

(1)① 把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液。

② 在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体。

写出②中反应的化学方程式________。

(2)如将CO2与H2以1:3的体积比混合。

①适当条件下合成某烃和水，该烃是_______(填序号)。

② 适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中，充入2 mol CO2和6 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－49.0 kJ/mol。

测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

从反应开始到平衡，v(H2)＝______；氢气的转化率＝_______；能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施有______。

(3)如将CO2与H2以1:4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。

已知：

CH4 (g) + 2O2(g)  CO2(g)+ 2H2O(l)   ΔH1＝― 890.3 kJ/mol

H2(g) + 1/2O2(g)  H2O(l)           ΔH2＝－285.8 kJ/mol

则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是________。

(4)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量，经查得一些物质在20℃的数据如下表。

 (说明：Ksp越小，表示该物质在水溶液中越易沉淀)

吸收CO2最合适的试剂是_________[填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液，实验时除需要测定工业废气的体积(折算成标准状况)外，还需要测定__________。

CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃时，分别将0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密闭容器中发生反应，测得有关数据如下表：

(1)开展实验1和实验2的目的是______________________________。

(2)180 ℃时，反应到40 min，体系________(填“是”或“否”)达到平衡状态，理由是__________________________；

CH4的平衡转化率为________。

(3)已知130 ℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a的值。(写出计算过程)

(4)一定条件下，反应时间t与转化率α(NO2)的关系如图所示，请在图像中画出180 ℃时，压强为p2(设压强p2>p1)的变化曲线，并做必要的标注。

(5)根据已知求算：ΔH2＝________。

CH4(g)＋4NO2(g)4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJ·mol－1

CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2

二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚( CH3OCH3)。请回答下列问题：

(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)    △H= －90．8kJ/mol

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=－23．5kJ/mol

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  △H=－41．3kJ/mol

总反应：3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H=           ；

一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是：

________（填字母代号）。

a．压缩体积     b．加入催化剂  c．减少CO2的浓度  d．增加CO的浓度

e．分离出二甲醚（CH3OCH3）

(2)已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=－23．5kJ/mol

某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

①比较此时正、逆反应速率的大小比较：_________（填“>”、“<”或“=”）。

②该反应的平衡常数的表达式为K=_____,温度升高，该反应的平衡常数K____（填“增大”、“减小”或“不变”）

（15分）写出下列反应的热化学方程式：

（1）已知0.3mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ的热量，写出能表示该反应燃烧热的热化学方程式                         

（2）NA表示阿伏加德罗常数，在CH4（g）完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有4NA个电子转移时，放出445kJ的热量。____________________________________________

（3）已知拆开1molN≡N键，1molH－H键，1molN－H键分别需要的能量是a kJ、b kJ、

c kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为__________________________________

（4）红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。

①P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式                      

②PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式_______________________

燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等气体，常用下列方法处理，以实现节能减排、废物利用等。

（1）对燃煤废气进行脱硝处理时，常利用甲烷催化还原氮氧化物：

①CH4 (g)＋4NO2(g)==4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－570 kJ·mol－1

②CH4(g)＋4NO(g)="=2" N2(g) ＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1160 kJ·mol－1

则CH4 (g)＋2NO2(g)="=" N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  ΔH＝___________。

（2）将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)

已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下图：

①此反应为         (填“放热”、“吸热”)；若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

②若用甲醚作为燃料电池的原料，请写出在碱性介质中电池正极的电极反应式_______________________。

③在a MPa和一定温度下，将6 mol H2和2 mol CO2在2 L密闭容器中混合，当该反应达到平衡时，测得平衡混合气中CH3OCH3的体积分数约为16.7%(即1/6)，此时CO2的转化率是多少？（计算结果保留2位有效数字)

④在a MPa和500K下，将10mol H2和5 mol CO2在2 L密闭容器中混合，5min达到平衡，请在答题卡的坐标图中画出H2浓度变化图。(请标出相应的数据)

（6分）自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N2与O2反应生成NO。

（1）在不同温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g) DH＝a kJ·mol－1的平衡常数K如下表：

温度/℃

1538

1760

2404

平衡常数K

0.86×10－4

2.6×10－4

64×10－4

      该反应的△H   0（填“＞”、“＝”或“＜”）。

(2)2404℃时，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，计算反应：

N2(g)＋O2(g)2NO(g)达到平衡时N2的浓度为        。（此温度下不考虑O2与NO的反应。计算结果保留两位有效数字）

(3)科学家一直致力于研究常温常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。相应的热化学方程式如下：

2N2(g)＋6H2O(1)＝4NH3 (g)＋3O2(g)   DH＝＋1530kJ·mol－1

则氨催化氧化反应4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(1)的反应热DH＝        。 （用含a的代数式表示）

（共17分）．Ⅰ（11分）、一无色透明的溶液做如下实验：

ⅰ取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，只观察到有白色沉淀生成。

ⅱ另取部分溶液加入Na2O2，有无色无味气体放出且有白色沉淀生成，加入Na2O2的量与生成沉淀的量的关系如图所示：

试问：

（1）Cu2+、NH4+、Al3+、Mg2+、Na+、Fe3+、CO32-、K+、SO42-等离子中一定存在的离子是____、____、______；可能存在的离子是_______、_____；一定不存在的是______、____、_____、____。

（2）上述溶液至少由__________、_________等物质混合成。(填化学式)

Ⅱ（6分）、甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)。部分物质的燃烧热数据如下表：

已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。

⑴写出CO燃烧的热化学方程式                                        。

⑵ 2H2(g) + O2(g)="=" 2H2O(g)  △H=      kJ/mol