热门试卷

（16分）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH4。

（1）写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式                     。

已知： ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)    ΔH＝－41kJ·mol－1 

② C(s)+2H2(g)CH4(g)           ΔH＝－73kJ·mol－1

③ 2CO(g)C(s)+CO2(g)          ΔH＝－171kJ·mol－1

（2）另一生成CH4的途径是CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。其他条件相同时，H2的平衡转化率在不同压强下随温度的变化如图所示。

①该反应的△H     0（填“＜”、“＝”或“＞”）。

②实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑生产实际，说明选择该反应条件的理由________________________。

③某温度下，将0.1 mol CO和0.3 mol H2充入10L的密闭容器内发生反应CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)，平衡时H2的转化率为80%，求此温度下该反应的平衡常数K。（写出计算过程，计算结果保留两位有效数字）

煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气，而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH。

(1)已知：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1

2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH2

2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH3

则反应CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)的ΔH＝______。

(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1________K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②由CO合成甲醇时，CO在250 ℃、300 ℃、350 ℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示，则曲线c所表示的温度为________ ℃。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是____________。

③以下有关该反应的说法正确的是________(填序号)。

A．恒温、恒容条件下，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡

B．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡

C．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率

D．某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L－1，则CO的转化率为80%

(3)一定温度下，向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH3OH(g)，发生反应：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)，H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

0～2 min内的平均反应速率v(CH3OH)＝__________。该温度下，反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K＝__________。相同温度下，若开始时加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍，则__________(填序号)是原来的2倍。

A．平衡常数                 B．CH3OH的平衡浓度

C．达到平衡的时间               D．平衡时气体的密度

依据事实，写出下列反应的热化学反应方程式。

（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热22．68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为                                 。

（2）若适量的N2和O2完全反应，每生成23gNO2需要吸收16．95kJ热量，则表示该反应的热化学方程式为                                   。

（3）用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2（气态）完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量，则表示该反应的热化学方程式为   _________________________________________________。

（4）已知拆开1molH—H键，1molN—H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为                              。

已知两个反应式：

CH≡CH(g) +H2 (g) → CH2= CH2 (g) ; △H =-174kJ·mol-1

CH≡CH(g) +2H2 (g) → C2H6（g）; △H =-311kJ·mol-1

则CH2= CH2(g) +H2(g) → C2H6 (g) 的反应热为                      

向2L密闭容器中加入一定量的A、B、C三种气体，一定条件下发生反应，各物质的物质的量随时间变化如图甲所示[t0～15  s阶段n(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段所改变的外界条件均不同。已知t3～t4阶段为使用催化剂。观察下图，回答以下问题：

(1)甲图中从反应至达到平衡状态，生成物C的平均反应速率为____________________。

(2)图乙中t2时引起平衡移动的条件是______，t5时引起平衡移动的条件是_______。（填序号）

A．升高温度                B．增大反应物浓度          C．使用催化剂              D．减少体系压强

(3)图乙中表示平衡混合物中，在这四个阶段中C的物质的量最高的一段时间是______。(填序号)：      A．15s-t2时段      B．t3-t4时段      C．t4-t5时段          D．t6以后

(4)该反应的化学方程式可以表示为：_______________________________________________________，

正反应为______________(填“放热”或“吸热”)反应。

(5)反应开始时加入的B的物质的量为________________。

（14分）硫酸盐主要来自地层矿物质，多以硫酸钙、硫酸镁的形态存在。

（1）已知：①Na2SO4(s)=Na2S(s)+2O2(g)       ΔH1="+1011.0" kJ·mol-1

②C(s)+O2(g)=CO2(g)             ΔH2=－393.5 kJ·mol-1

③2C(s)+O2(g)=2CO(g)            ΔH3=－221.0 kJ·mol-1

则反应④Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g) ΔH4=________kJ·mol-1；工业上制备Na2S时往往还要加入过量的炭，同时还要通入空气，目的有两个，其一是使硫酸钠得到充分还原（或提高Na2S产量），其二是_____________________________________________。

（2）智能材料是当今材料研究的重要方向之一，纳米Fe3O4由于具有高的比表面、高的比饱和磁化强度和顺磁为零的超顺磁性而被广泛地用作磁流体的磁性粒子。水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是：

3Fe2+ + 2S2O32- + O2 + xOH-=Fe3O4+S4O62-+2H2O

请回答下列问题：

①水热法所制得的水基磁流体超过30天都未出现分层和混浊现象，因为该分散系是________。

②上述反应方程式x=___________________。

③该反应中1molFe2+被氧化时，被Fe2+还原的O2的物质的量为_____。

（3）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。

①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是____________。

②由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如上图，该电池反应的化学方程式为_____________________________________________________。

（19分）我国《车用燃料甲醇国家标准》的实施拉开了车用燃料低碳革命的大幕，一些省市正在陆续试点与推广使用甲醇汽油。甲醇可通过将煤的气化过程中生成的CO和H2在一定条件下发生如下反应制得：CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)。图I、图Ⅱ是关于该反应进行情况的图示。

请根据图示回答下列问题：

（1）图I是反应时CO和CH3OH的浓度随时间的变化情况，从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)=_______________。

（2）图Ⅱ表示该反应进行过程中能量的变化，曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，在图Ⅱ中画出使用催化剂后的能量变化曲线b。

（3）写出该反应的热化学方程式                                  。

（4）该反应的平衡常数K的表达式为                 ；当温度升高时，该平衡常数K将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（5）恒容条件下，下列措施中能使增大的有         。

A．升高温度                              B．充人He气   

C．再充入1molCO和2molH2               D．使用催化剂

（6）在恒温条件下，保持CO浓度不变，扩大容器体积，则平衡      （填“逆向移动”、“正向移动”、“不移动”）

（7）在温度、容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投料，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下

则下列关系正确的是          

A．c1= c2           B．Q3= 2Q2        C．2 P1＜P3 

D．α1+α2=1      E．2α2=α3

F．该反应若生成1molCH3OH放出的热量为（Q1+ Q2）kJ

（8）若在一体积可变的密闭容器中充入1mol CO、2mol H2和1molCH3OH，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，则该反应向      （填“正”、“逆”）反应方向移动，理由是                                        

(12分)⑴已知甲醇在常温下为液体，其热值为22.7kJ•g－1，则甲醇的标准燃烧热的热化学方程式为_______________________________________________。

⑵将甲醇、氧气和氢氧化钾溶液设计成燃料电池，该电池正极反应式为

____________________________________。

⑶右图为工业上氯碱工业的电解槽示意图，据图回答：

①图中a、b、c处物质名称分别是： a_________________；b________________；c___________________。

②若没有阳离子交换膜，则电解一段时间后在电解槽的溶液中可能发生的化学反应方程式为__________________________。

⑷反应2A  B+C 在某一温度时达到平衡。

①若温度升高，平衡向正反应方向移动，则正反应是__________热反应；

②若B为固体，降低压强平衡向逆反应方向移动，则A呈____________态；

③若A是气态时，加压时，平衡不移动，则B为_________态，C为________态。

(14分）近年来，我闽许多地区气候异常现象频发，如：云南持续几个月的干旱、北方频发的沙尘暴等，使环境问题再次成为公众的焦点是对环境影响较大的儿种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。

(1）下列做法中，有利于降低大气中的浓度的有__________ (选填字母)。

a.   直接用煤做燃料

b.  开私家车

c.   棺树造林以增加绿化面积

d.  研究、幵发太阳能使之走进寻常百姓家

(2 )用CO和H2做原料可以合成甲醇，作为液体燃料。已知：

请写出用合成气（CO和H2)合成1mol液态甲醇的热化学反应方程式：__________

(3) 利用电化学原理将CO、SO2R化为重要化工原料，装置如图所示：

①若A为CO,B为H2, C为CH3OH,则通入CO的一极为_____极

②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电极反应式为：__________

(4) ①已知：密闭容器中，条件下， ,其平衡常数K=13.3。

当此反应达到平衡时，若，则=_______________(保留两位有效数字)。

②若改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，测得混合气体屮，，则改变的条件是____________________

（1）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式：

Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)        △H＝－24.8kJ·mol－1

3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g)    △H＝－47.4kJ·mol－1

Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g)      △H＝＋640.5kJ·mol－1

写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式：                  

                                             。

（2）在压强为0.1 MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)；CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①该反应的△H    0 （填“<”、“>”或“=”）。

②在温度容积不变的情况下，向该密闭容器再 

增加a mol CO与 2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率　     （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）实验室中配制AgNO3溶液时通常需要向其中加入                      ，目的是                              ； AgCl在水中存在沉淀溶解平衡：

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。25oC时，现将足量AgCl分别放入：①l00mL蒸馏水；②l0 0mL 0.2 mol•L-1AgNO3溶液；③100mL 0.1 mol•L-1氯化镁溶液；④100mL 0.1 mol•L-1氯化钠溶液。充分搅拌后，相同温度下Ag+浓度由大到小的顺序是          （填写序号）。

（ 12分）钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料，主要用于航天工业和航海工业，下列是有关钛的冶炼及应用的问题。

（1）金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化：TiO2（金红石）+2C+2Cl2 TiCl4+2CO

已知：C（S）+O2（g）＝CO2（g）        H＝－393．5 kJ·mol-1

2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g） H＝-566 kJ·mol-1

TiO2（s）+2Cl2（g）＝TiCl4（s）+O2（g） H＝+141 kJ·mol-1

则TiO2（g）+2Cl2（g）+2C（s）＝TiCl4（s）+2CO（g）的H＝                     ，

（2）钠热还原法是冶炼金属钛的方法之一，主要反应原理为：4Na+TiCl4    4NaCl+Ti，该反应不能在水溶液中进行，一是因为TiCl4会强烈水解生成TiO2，另一原因                                                             （用适当化学方程式辅以必要的文字说明）。

（3）镁还原法也是冶炼金属钛的常用方法，其主要反应原理如下：

MgCl2 Mg+Cl2               TiCl4+2Mg  2MgCl2+Ti

从海水中提取MgCl2时，先在海水中加入熟石灰，沉淀出Mg（OH）2，写出Mg（OH）2溶度积表达式：                          

可加入适当过量的熟石灰，从Mg（OH）2溶解平衡角度解释其原因               

（4）TiCl4与LiOH在水溶液中一定条件下可反应生成Li4Ti5O12（钛酸锂），Li4Ti5O12可与LiMn2O4（锰酸锂）等正极材料组成理离子二次电池，工作时Li+ 在电池内定向移动，其电池反应为：，使用时先充电，写出其充电式的阳极反应          ，放电时Li+的移动方向          。

（ 8分） 已知：在298K、100kPa时，

①C(s,石墨)＋O2(g) = CO2(g)           △H1 = －400 kJ·mol－1；

②2H2(g)＋O2(g) = 2H2O(l)             △H2 = －570 kJ·mol－1；  

③2C2H2(g)＋5O2(g) = 4CO2(g)+ 2H2O(l)  △H3 = －2600 kJ·mol－1；

（1）写出298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的热化学方程式        。

（2）现有一定量的乙炔在足量氧气中完全燃烧，放出热量650 kJ。将反应后的二氧化碳气体缓缓通入到含有0.5 mol Ca (OH)2的澄清石灰水中充分反应。所得溶液为     。

将反应后的溶液分为a、b两等份，分别进行下列实验，回答相应问题：

①在a中加入少量的氢氧化钠溶液，写出反应的离子方程式               。

②加热b，观察到               。

（1）5.7g汽油（主要成分为C8H18,相对分子质量为114）完全燃烧生成液态水和CO2，放出275.9KJ的热量，则汽油的燃烧热为_______________

(2)已知：2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g)     △H="-483.6" KJ/mol

H2O(l)= H2O(g)       △H="+44" KJ/mol

a):写出H2与O2反应生成液态水时的热化学方程式_________________________________

b):在通常情况下，若要得到857.4KJ的热量，需H2的质量为____,这些H2在标况下的体积为______.