- 燃烧热能源
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（4分）在温度T下，c(OH-)＝0.1 mol·L-1的Ba(OH)2的PH值为11。
（1）该温度下，100ml水中含有OH-约有_ 个。
（2）该温度下，在PH=8的Ba(OH)2溶液中加入PH＝5的盐酸，欲使混合溶液pH＝7，则Ba(OH)2溶液与所加盐酸的体积比为__ __
正确答案
（4分）（1）_ 10-7 NA 个（2）__2:9
因为题目告诉PH=11，所以H+浓度应为10-11mol/L。根据溶液离子积的算法：KW=C（H+）×C（OH-）=10-11×10-1=10-12。
（1）该温度下，水是中性，OH-浓度等于H+浓度，根据上面算出的离子积可推知，C（OH-）=10-6，物质的量应为10-7，再根据N/NA=n，可得100ml水中含有OH-约有10-7 NA。
（2）溶液混合后PH=7，根据离子积常数，可判断该溶液应该是碱性溶液。设Ba(OH)2溶液体积为V1，盐酸溶液体积V2，再依据混合溶液PH值计算方法列出计算式：[C（OH-）×V1—C（H+）×V2]/（V1+V2）=10-5。由该计算式可得V1/V2=2/9
（8分）水的电离平衡曲线如下图所示。
（1）若以A点表示25℃时水在电离平衡时的离子浓度，当温度升到100℃时，水的电离平衡状态到B点，则此时水的离子积从 增加到 。
（2）常温下，将pH=10的Ba（OH）2溶液与pH=5的稀盐酸混合，然后保持100℃的恒温，欲使混合溶液pH=7，则Ba(OH)2与盐酸的体积比为 。
（3）在某温度下，Ca(OH)2的溶解度为0.74 g，其饱和溶液密度设为1 g/mL，Ca(OH)2的离子积为 。
（4））25℃时，在等体积的① pH=0的H2SO4溶液、②0.05mol/L的Ba（OH）2溶液，③pH=10的Na2S溶液，④pH=5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是
正确答案
（8分）（1）10-14 10-12各1分
（2）2:9 2分
（3）0.004 2分
(4)1:10:10
略
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）
②2CH3OH（g）
③CO（g）+H2O（g）
总反应：3H2（g）+3CO（g）
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）
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：
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)=__________________。
正确答案
H2（2分）
（2）H2S＋Na2CO3=NaHS＋NaHCO3（2分）
（3）-246.4kJ·mol―1（2分） C、e（2分）
（3）①>（2分）②0.04mol /L（2分）0.16mol· L―1· In―1（2分）
试题分析：（1）碳和水反应生成一氧化碳和氢气的化学方程式为：C+H2O
（2）H2S和H2CO3均是二元酸，它们都存在酸式盐NaHS和NaHCO3，二者反应的化学方程式为H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3，故答案为：H2S+Na2CO3→NaHS+NaHCO3；
（3）由盖斯定律可知，通过①×2+②+③可得所求反应方程式，则△H=-90.8kJ·mol－1×2-23.5kJ·mol－1-41.3kJ·mol－1=-246.4kJ·mol－1，一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，应使平衡向正反应方向移动，可减少CO2的浓度或分离出二甲醚，由于反应放热，升高温度平衡向你反应方向移动，转化率减小，催化剂不影响平衡移动，而增加CO的浓度，CO的转化率反而减小，故答案为：246.4；c；
（4）该反应的平衡常数表达式为：K=
将所给浓度带入平衡常数表达式：
2CH3OH（g）
某时刻浓度（mol·L-1）：0.44 0.6 0.6
转化浓度（mol·L-1）：2x x x
平衡浓度（mol·L-1）：0.44-2x 0.6+x 0.6+x
K=
，解得x=0.2mol·L－1，
故平衡时c（CH3OH）=0.44mol·L－1-0.2mol·L－1×2=0.04mol·L－1，
起始时在密闭容器中加入CH3OH，
则起始时甲醇的浓度为0.44moL·L－1+0.6mol·L－1×2=1.64mol·L－1，平衡时c（CH3OH）=0.04mol·L－1，
则10min转化甲醇1.64moL·L－1-0.04moL·L－1=1.6mol·L－1，
所以甲醇的反应速率为v（CH3OH）=
故答案为：＞；1.64 mol·L－1；0.16 mol/（L·min）
已知下列两个热化学方程式：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H=-571.6kJ•mol-1
C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）；△H=-2220kJ•mol-1
根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：
（1）H2的燃烧热为______，C3H8的燃烧热为______．
（2）1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为______．
（3）现有H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧时放热3847kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是______．
正确答案
（1）因燃烧热在某一温度和压强下lmol某物质B完全燃烧生成稳定化合物时所释放出的热量，所以H2的燃烧热为285.8kJ•mol-1，C3H8的燃烧热为2220kJ•mol-1，
故答案为：285.8kJ•mol-1；2220kJ•mol-1；
（2）1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为1mol×285.8kJ•mol-1+2mol×2220kJ•mol-1=4725.8kJ，故答案为：4725.8kJ；
（3）设混合气中H2的物质的量为x，则C3H8的物质的量为5mol-x．根据题意，列方程为：
285.8kJ/mol×x+2220.0kJ/mol×（5mol-x）
解得 x=3.75 mol；C3H8的物质的量为5mol-3.75mol=1.25mol．
所以混合气体中H2与C3H8的体积比即物质的量之比为3：1，故答案为：3：1．
（4分）25℃时，下图烧杯中各盛有25 mL的溶液。
甲 乙 丙
（1）甲溶液pH=_______。
（2）若将甲溶液全部倒入乙中，所得的混合溶液的pH（填“>”、“<”或“=”）_______
丙溶液的pH。
（3）若将乙溶液全部倒入丙中，所得的混合溶液pH>7，所得溶液中离子浓度大小顺序是 _______。
正确答案
（1）1 （2）＞ （3）c(NH4+)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H+)
试题分析：（1）盐酸是强酸，0.100mol/L的盐酸PH=1，（2）恰好完全反应生成氯化铵，强酸弱碱盐水解显酸性，但是和丙相比，浓度远小于丙的浓度，所以混合后的溶液PH大于丙的溶液PH。（3）把乙溶液倒入丙中，相当于氨水和氯化铵等浓度等体积混合，氨水的电离程度大于铵根的水解程度，所以铵根浓度最大，其次是氯离子，溶液显碱性，所以氢氧根的浓度大于氢离子的浓度。
点评：解答本题需要注意的是“弱”的特点：弱酸，弱碱的电离，弱盐的水解，电离程度和水解程度的比较，溶液中离子浓度的大小关系比较，抓住主要离子的变化。
（6分）若有等体积的a：PH＝1的盐酸，b：PH＝1的硫酸，c：物质的量浓度为0.1 mol·L-1的醋酸（均用物质序号回答下列问题）：
①欲均加水稀释到相同PH值，所加水的体积关系是： 。
②分别加入足量的锌粉，产生氢气体积（相同温度和压强）大小关系是
③某学生用蒸馏水润湿的PH试纸测定PH值，误差最小的是
正确答案
（6分）①a＝b>c ②是a＝b＝c ③ c
①PH＝1的盐酸，b：PH＝1的硫酸，c(H+)=0.1mol/L，0.1 mol·L-1的醋酸中c(H+)远远小于0.1mol/L，本身pH值就大；
②锌粉为足量，产生氢气的量有酸决定，醋酸虽为弱酸，随着反应的进行醋酸会进一步电离产生氢离子；最终产生氢气相等；
③用蒸馏水润湿的PH试纸测定PH值，即对溶液进行了稀释，醋酸为弱酸会进一步电离出氢离子，pH值变化较小。
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)
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“<”)。
正确答案
（1）4NH3+5O2
（3）2NH3+6OH- -6e-=N2+6H2O 0.6NA。（4）①9/16(或0.56) ②bc ③<.
试题分析：（2）由盖斯定律方程式①+②-③得热化学方程式2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)；△H=-87.0kJ/mol；（3）由原电池原理，结合电解质溶液的碱性确定负极反应式为2NH3+6OH- -6e-=N2+6H2O ；每消耗3．4g NH3转移的电子数为0.6NA；（4）由平衡常数的表达式确定T1℃时，该反应的平衡常数K=c（N2）×c（CO2）/c2(NO)=0.56；30min后气体的浓度均增大，所以可能是通入的NO或缩小了容器的体积；升高温度时三种气体的浓度比值与T1℃平衡状态下增大，所以确定平衡逆向移动，Q <0.
考点:元素化合物知识、盖斯定律、原电池原理、化学平衡及其常数。
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)
② 4NH3(g)+3O2(g)
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)
（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
正确答案
（12分）（每空2分）
（1） +181.5 kJ/mol
（2） 780℃~840℃
（3） 抑制Fe3+的水解；Fe3++3H2O
（4） 2NH3+ClO—=N2H4+Cl—+H2O
（5） 负极 2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O
试题分析：（1）由盖斯定律，（①-②）×1/2可得N2（g）+O2（g）
故答案为：+181.5 kJ·mol－1；
（2）从图象可以看在，反应温度在780～840℃，NO的产率最大，故选择780～840℃，
故答案为：780～840℃；
（3）溶液中铁离子水解Fe3＋+3H2O
故答案为：溶液中铁离子水解Fe3＋+3H2O
（4）NH3通入NaClO溶液中，生成N2H4，N元素的化合价升高，故Cl元素的化合价应降低，有氯离子生成，根据元素守恒与电荷守恒可知，还有水生成，配平后离子方程式为：2NH3+ClO－=N2H4+Cl－+H2O，
故答案为：2NH3+ClO－=N2H4+Cl－+H2O；
（5）由图可知，A极通入的为氨气，发生氧化反应，为负极，氨气在碱性条件下放电生成氮气与水，电极反应式为：2NH3-6e－+6OH－=N2+6H2O，
故答案为：负极；2NH3-6e－+6OH－=N2+6H2O．
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（
正确答案
（1）-1473.2 kJ・mol—1
（2）0.4mol
（3）①HS—（或NaHS） c
②Cu2++ HS—=CuS↓+H+
（4）Ⅰ
试题分析：（1）三个热化学方程式分别为①②③，则反应的△H= ③×2－①－②；（2）反应中硝酸作为氧化剂，共转移电子数为10e-，当反应中转移电子的数目为2mol时，生成H3AsO4的物质的量为2÷5=0.4mol；（3）①Na2S与盐酸反应先生成HS-，再生成H2S，分别对应A、B、C三条曲线；此过程中的物料守恒式为c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS—)+c(S2—)]；②反应生成酸，根据反应条件只能有沉淀生成反应才能发生，即生成CuS为沉淀；（4）
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) 
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。
正确答案
（12分）（1）CH4(g) ＋2NO2(g)＝N2(g) ＋CO2(g) ＋2H2O(g) △H＝－867 kJ·mol－1（3分）
（2）①减小（2分） 不变（2分） ②CH3OCH3 －12e－ ＋16OH－＝2CO32－ ＋11H2O（3分） ③9.6（2分）
试题分析：（1）因盖斯定律，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。则两式相加，可得反应2CH4（g）+4NO2（g）＝2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（g），所以反应热△H＝－574 kJ/mol－－1160 kJ/mol＝－1734 kJ/mol 。
（2）①根据表中数据可知，随着温度的升高，CO2的转化率是减小的，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，所以正方应是放热反应。升高温度平衡常数减小。温度不变，提高投料比[n(H2) / n(CO2)]，CO2的转化率增大。但平衡常数只与温度有关系，因此平衡常数是不变的。
②原电池中负极失去电子，所以甲醚在负极通入。由于电解质是碱性的，则负极的电极反应式是CH3OCH3 －12e－ ＋16OH－＝2CO32－ ＋11H2O。通电30s后成反应的甲醚是1.12 L·min-1×0.5min＝0.56L，物质的量是0.56L÷22.4L/mol＝0.025mol，因此根据电极反应式可知转移电子的物质的量是0.025mol×12＝0.3mol。阴极是铜离子得到电子，电极反应式是Cu2＋＋2e－＝Cu，所以生成的铜是0.3mol÷2＝0.15mol，质量是0.15mol×64g/mol＝9.6g。
点评：该题是中等难度的试题，也是高考中的常见题型。试题贴近高考，难易适中，基础性强，有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性，提高学生的应试能力和学习效率。也有利于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力。
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