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                                                   　。

（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)

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”）

（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

面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景。

(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式：

①CO(g)＋2H2(g)  CH3OH(g)　ΔH1＝－90 kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41 kJ·mol－1

写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式：_______________________。

(2)在容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；

②在其他条件不变的情况下，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”，下同)，平衡常数________。

(3)已知在T ℃时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝0.32，在该温度下，已知c始(CO)＝1 mol·L－1，c始(H2O)＝1 mol·L－1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应________(填“已经”或“没有”)达到平衡，原因是_________________________________________________

此时刻v正________v逆(填“>”或“<”)。

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。