热门试卷

二甲醚是—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。

请回答下列问题：

（1）煤的气化的主要化学反应方程式为_______________________________________。

（2）煤的气化过程中产生的有害气体用溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的

化学方程式为__________________________________________________________。

（3）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－1

②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H=-23.5kJ·mol－1

③CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）；△H=-41.3kJ·mol－1

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．高温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

（4）已知反应②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O(g)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比时正、逆反应速率的大小：_______（填“>”、“<”或“=”）。

②若加入CH3OH后，经l0min反应达到平衡，此时c(CH3OH)=__________；该时

间内反应速率v(CH3OH)=__________________。

.超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为：2NO+2CO22CO2 +N2。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：

请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：

(1)在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H____0（填写“>”、“<”或“=”）。

(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=____。

(3)在该温度下，反应的平衡常数的表达式为____。

(4)假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 (  )

A．选用更有效的催化剂

B．升高反应体系的温度

C．降低反应体系的温度

D．缩小容器的体积

由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，下图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ/mol）的变化。

(1)关于该反应的下列说法中，正确的是____。

A. △H>0,△S>0 B. △H>0,△S<0 

(5)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的有__________。

A．升高温度 B．加入催化剂 C．将H2O(g)从体系中分离 D．充入He(g)，使体系总压强增大

红磷P（s）和Cl2（g）发生反应生成PCl3和PCl5，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），根据下图回答下列问题：

（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式___________________________ ；

（2）PCl5分解生成PCl3和Cl2的热化学方程式_____________________________ ；上述分解反应是一个可逆反应，温度T1时，在密闭容器中加入0.8mol PCl5，反应达到平衡时还剩余0.6mol PCl5，其分解率α1等于_____________；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5分解率α2，α2 ________α1 (填“大于”，“小于”或“等于”)；

（3）工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是_______________________；

（4）P和Cl2分两步反应生成1mol PCl5的△H3=________________________ 。

已知：H2（g）+1/2O2（g）＝H2O（g），反应过程中能量变化如下图所示，回答：

（1）a、b分别代表的意义是： a______ 化学键时_________的能量； b______化学键时______的能量；

（2）该反应ΔH______0 kJ·mol-1（填“＜”或“＞”＝）。

分碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。

（1）工业上生产硝酸所需要的一氧化氮常用氨气来制备，该反应的化学方程式为                                                                    。

（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：

①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2 NH4(s)     △H="-l59.5" kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H="+116.5" kJ·mol-1

③H2O（1）=H2O(g)                      △H=+44.0kJ·mol-1

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式                 

（3）以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点，已知氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液，电池反应为：4NH3+3O2=2N2+6H2O。该电池负极的电极反应式为               ；每消耗3．4g NH3转移的电子数为                (阿伏加德罗常数的值用NA表示)。

（4）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H="Q" kJ·mol-1。

在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①T1℃时，该反应的平衡常数K=        ；

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是      (填字母编号)。

a．加入一定量的活性炭       b．通人一定量的NO

c．适当缩小容器的体积      d．加入合适的催化剂

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则Q      0(填“>”或“<”)。 

硝酸工业的基础是氨的催化氧化，在催化剂作用下发生如下反应：

① 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)    △H =" —905" kJ/mol    ①主反应

② 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)     △H =" —1268" kJ/mol   ②副反应

有关物质产率与温度的关系如甲图。

（1）由反应①②可知反应⑤N2(g) + O2(g)2NO(g)的反应热ΔH=     

（2）由图甲可知工业上氨催化氧化生成 NO时，反应温度最好控制在     

（3）用Fe3O4制备Fe（NO3）3溶液时，需加过量的稀硝酸，原因一：将Fe4O3中的Fe2+全部转化为Fe3+，

原因二：     （用文字和离子方程式说明）。

（4）将NH3通入NaClO溶液中，可生成N2H4，则反应的离子方程式为     。

（5）依据反应②可以设计成直接供氨式碱性燃料电池（如乙图所示），则图中A为     （填“正极”或“负极”），电极方程式为     

硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在，其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。

（1）已知：重晶石（BaSO4）高温煅烧可发生一系列反应，其中部分反应如下：

BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g) △H=" +" 571.2 kJ・mol—1

BaS(s)= Ba(s)+S(s) △H=" +460" kJ・mol—1

已知：2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=" -221" kJ・mol—1

则：Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s) △H=       。 

（2）雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料。已知As2S3和HNO3有如下反应：

As2S3+10H++ 10NO3-=2H3AsO4+3S+10NO2↑+ 2H2O

当反应中转移电子的数目为2mol时，生成H3AsO4的物质的量为    。

（3）向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中主要含硫各物种（H2S、HS—、S2—）的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与滴加盐酸体积的关系如下图所示（忽略滴加过程H2S气体的逸出）。

①含硫物种B表示      。在滴加盐酸过程中，溶液中c(Na+)与含硫各物种浓度的大小关系为      (填字母)。

a．c(Na+)= c(H2S)+c(HS—)+2c(S2—)

b．2c(Na+)=c(H2S)+c(HS—)+c(S2—)

c．c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS—)+c(S2—)]

②NaHS溶液呈碱性，若向溶液中加入CuSO4溶液，恰好完全反应，所得溶液呈强酸性，其原因是     （用离子方程式表示）。

（4）硫的有机物（）与甲醛、氯化氢以物质的量之比1:1:1反应，可获得一种杀虫剂中间体X和H2O。

及X的核磁共振氢谱如下图，其中      （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）为的核磁共振氢谱图。写出X的结构简式：      。

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，如：

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

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

则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为              。

（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)

已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下表：

①若温度升高，则反应的平衡常数K将             （填“增大”、“减小”或“不变”。下同）；若温度不变，提高投料比[n(H2) / n(CO2)]，则K将             。

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负极的电极反应式

                                      。若通入甲醚（沸点为-24.9 ℃）的速率为1.12 L·min-1（标准状况），并以该电池作为电源电解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL，则通电30 s后理论上在阴极可析出金属铜     g。

火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。

对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：

CH4（g）＋4NO2（g）＝4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）△H1＝-574 kJ·mol－1

CH4（g）＋4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）△H2＝-1160 kJ·mol－1

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为__________。

（2）脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为： CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）  △H3

①取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH） 与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3__________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是__________（填字母代号）。

A．第10 min后，向该容器中再充入1  mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时c（CH3OH）=1．5 mol/L   

B．0~10 min内，氢气的平均反应速率为0．075 mol/（L·min）    

C．达到平衡时，氢气的转化率为0．75    

D．该温度下，反应的平衡常数的值为 3/16 E．升高温度将使n（CH3OH）/n（CO2）减小

③直接甲醇燃料电池结构如下图所示。其工作时正极的电极反应式可表示为___________。

（3）脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其中原因可用一个离子方程式表示为：_____________________；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c（Na+）+c（H+）__________c（NO3-）+c（OH-）（填写“＞”“＝”或“＜”）

我国工业上主要采用以下四种方法降低尾气中的含硫量：

（1）方法1中已知：① CaO(s)＋CO2(g)＝CaCO3(s)  ΔH=－178.3 kJ/mol

②CaO(s)＋SO2(g)＝CaSO3(s) ΔH=－402.0 kJ/mol 

③2CaSO3(s)＋O2(g)＝2CaSO4(s) ΔH=－2314.8 kJ/mol

写出CaCO3与SO2反应生成CaSO4的热化学方程式：____；此反应的平衡常数表达式为：_____。

（2）方法2中最后产品中含有少量(NH4)2SO3，为测定(NH4)2SO4的含量，分析员设计以下步骤：

①准确称取13.9 g 样品，溶解；

②向溶液中加入植物油形成油膜，用滴管插入液面下加入过量盐酸，充分反应，再加热煮沸；

③加入足量的氯化钡溶液，过滤；

④进行两步实验操作；

⑤称量，得到固体23.3 g，计算。

步骤②的目的是：_____。步骤④两步实验操作的名称分别为：  _____、_____。样品中(NH4)2SO4的质量分数：____（保留两位有效数字）。

（3）据研究表明方法3的气配比最适宜为0.75［即煤气（CO、H2的体积分数之和为90%）∶SO2烟气（SO2体积分数不超过15%）流量=30∶40］。用平衡原理解释保持气配比为0.75的目的是：_____。

（4）方法4中用惰性电极电解溶液的装置如图所示。阳极电极反应方程式为_____。

I．已知：反应H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)   ΔH=" —184" kJ/mol

4HCl(g)+O2(g)  2Cl2(g)+2H2O(g)     ΔH=" —115.6" kJ/mol 

请回答：

（1）H2与O2反应生成气态水的热化学方程式                                     

（2）断开1 mol H—O 键所需能量约为                kJ

II．试运用所学知识，解决下列问题：

（1）已知某反应的平衡表达式为：，它所对应的化学方程式为：         

（2）已知在400℃时，N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) △H<0 的K=0.5，则400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应v(N2)正          v(N2)逆（填：＞、＜、＝、不能确定）（1分）

欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH3的体积百分数增加，可采取的正确措施是       （填序号）（1分）

A．缩小体积增大压强    B．升高温度   C．加催化剂   D．使氨气液化移走

（3）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：A(g) + 3B(g)  2C(g) + D（s） ΔH，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表：

请完成下列问题：

①判断该反应的ΔH        0（填“>”或“<”） （1分）

②在一定条件下，能判断该反应一定达化学平衡状态的是         （填序号）

A．3v(B)（正）=2v(C)（逆）      B．A和B的转化率相等

C．容器内压强保持不变    D．混合气体的密度保持不变

（4）以天然气(假设杂质不参与反应)为原料的燃料电池示意图如图所示。

①放电时，负极的电极反应式为                             

②假设装置中盛装100.0 mL 3.0 mol·L—1 KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8 960 mL。放电完毕后，电解质溶液中各离子浓度的大小关系为                                  

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，该反应能自发进行的原因是                              ；工业上制备Na2S不用反应①，而用反应④的理由是                                                       。

（2）已知不同温度下2SO2+O22SO3的平衡常数见下表。

1233℃时，CaSO4热解所得气体的主要成分是SO2和O2，而不是SO3的原因是               。

（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将上述反应获得的SO2通入含PtCl42-的酸性溶液，可还原出Pt，则反应的离子方程式是                            。

③由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图，则正极的电极反应式为          。

2013年初，全国各地多个城市都遭遇“十面霾伏”，造成“阴霾天”的主要根源之一是汽车尾气和燃煤尾气排放出来的固体小颗粒。

汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)+2CO(g)2CO2+N2。在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如下图所示。据此判断：

（1）该反应为       反应(填“放热”或“吸热”）：在T2温度下，0~2s内的平均反应速率：v(N2)=         ；（2）当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2，在答题卡上画出 c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。

（3）某科研机构，在t1℃下，体积恒定的密闭容器中，用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度（具体数据见下表，CO2和N2的起始浓度为0）。

t1℃时该反应的平衡常数K=              ，平衡时NO的体积分数为           。

（4）若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是      (填代号）。（下图中v正、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量）

（5）煤燃烧产生的烟气也含氮的氧化物，用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。

已知：CH4(g)+2NO2(g) = N2 (g)+CO2 (g)+2H2O(g)   △H=-867．0kJ • mol-1

2NO2 (g) N2O4 (g)                   △H=-56．9kJ • mol-1

H2O(g) = H2O(l)                          △H=-44．0kJ • mol-1

写出CH4催化还原N2O4 (g)生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(l)的热化学方程式           。