热门试卷

利用天然气可制得以H2、CO等为主要组成的工业原料合成气，反应为：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。

    （1）甲烷与水蒸气反应，被氧化的元素是________，当生成标准状况下35.84L合成气时转移电子的物质的量是________。

（2）将2 mol CH4和5 mol H2O(g)通入容积为100L的反应室，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。

①达到A点所需的时间为5min，则v(H2)=________，100℃时平衡常数K=________。

②图中的P1________P2(填“<”、“>”或“=”)，A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是________。

（3）合成气用于合成氨气时需除去CO，发生反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)  H<0，下列措施中能使增大的是________（选填编号）。

A．降低温度           

B．恒温恒容下充入He(g)

C．将H2从体系中分离  

D．再通入一定量的水蒸气

可用碳酸钾溶液吸收生成的CO2，常温下pH=10的碳酸钾溶液中水电离的OH-的物质的量浓度为________，常温下，0.1 mol·L-1KHCO3溶液pH>8，则溶液中c(H2CO3)________c(CO32-)（填“>”、“=”或“<”）。

氨是重要的化工产品和化工原料。

（1）氨的电子式是      。

（2）已知：

① 合成氨的热化学方程式是      。

② 降低温度，该反应的化学平衡常数K      （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图1所示。

电池正极的电极反应式是      ，A是      。

（4）用氨合成尿素的反应为2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)。工业生产时，原料气带有水蒸气。图2表示CO2的转化率与氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]、水碳比[n(H2O)/n(CO2)]的变化关系。

① 曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是______。

② 测得B点氨的转化率为40%，则x1=______。

研究NO2、NO、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为  _____________ 。

利用反应6NO2(g)＋ 8NH3(g)7N2(g)＋12 H2O(g)也可处理NO2。

则化学平衡常数表达式K＝ _____________-   ；

当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是 _____________ L。

（2） 汽车尾气中含有NO和CO气体，对环境有影响。已知平衡常数K的值大小，是衡量化学反应进行程度的标志。在25℃时，下列反应及平衡常数如下

2NO(g)     N2(g)+O2(g)  – Q1       K1=1×1030

2CO(g)+O2(g)   2CO2(g) +Q2        K2=2.5×1091

为了完成汽车尾气处理装置的改造，除去氮氧化物、一氧化碳污染气体，根据上述有关数据判断，下列说法正确的是

A. 改造后的尾气装置使用高温高压，可大量减少污染气体的排放

B. 汽车尾气中氮氧化物在空气中会自动的转化为氮肥，对植物生长有益，可不必除去

C. 改造后的尾气装置使用催化剂，可大量减少污染气体的排放

D. 根据K1和 K2的数据，尾气中NO和CO可自行转化为无害气体

（3） 一定条件下将CO和H2O发生反应，可减少CO对环境的影响。若在700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2＋H2(g)

反应过程中测定的部分数据见下表（表中t1＞t2）:

反应在t1min内的平均速率为v(H2)＝ ________mol·L－1·min－1

保持其他条件不变，起始时向容器中充入2.40molCO和1.20 molH2O，到达平衡时，

n(CO2) _______0.80 mol(填：大于、小于、等于)。

（4）酸雨是大气污染的危害之一，二氧化硫（SO2）的含量是空气质量监测的一个重要指标。某兴趣小组同学收集某地的雨水进行实验，每隔1h，通过pH计测定雨水样品的pH，测得的结果如下表：

请写出上述PH变化的原因（用化学方程式表示）_______________________________.

金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝。高温下，在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨，其总反应为：

WO3 (s) + 3H2 (g)  W (s) + 3H2O (g)

请回答下列问题：

（1）在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为0．5L，2min后达到平衡，测得固体的质量减少了4．80g，则H2的平均反应速率___________；该反应的化学平衡常数表达式K=___________________________。

（2）某温度下反应达平衡时，H2与水蒸气的体积比为2:3，则H2的平衡转化率为______；随温度的升高，H2与水蒸气的体积比减小，则该反应为反应_______（填“吸热”或“放热”）。

（3）．一定温度下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是_________。

A． 混合气体的总压强保持不变         B． v正（H2O）=v正（H2）

 C． 混合气体的密度保持不变           D． 混合气体的平均式量保持不变

（4）钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发，使灯丝变细，加入I2可延长灯管的使用寿命，其工作原理为：W (s) +2I2 (g) WI4 (g)。下列说法正确的有__________。

A．灯管内的I2可循环使用

B．WI4在灯丝上分解，产生的W又沉积在灯丝上

C．WI4在灯管壁上分解，使灯管的寿命延长

D．温度升高时，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率减慢

氢气被誉为21世纪的新型清洁能源，能有效降低二氧化碳的排放。以甲醇为原料经过重整可以获得氢气。其工业流程如下：

请回答以下问题：

（1）液态甲醇雾化后与水蒸气混合，其目的是______;该工业流程中可以循环利用的物质是______（填名称）。

（2）为了测定CH3OH(g) + H2O(g)  → CO2(g) + 3H2(g)的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的甲醇和水蒸气浓度如下：

（i）前2s内的平均反应速率v(H2)=___________

（ii）在该温度下，反应的平衡常数表达式K=_________

（3）为了研究反应条件对CO含量的影响，在甲醇含量为50%，原料液进料量60mL/h的情况下，在常压下和在不同催化环境下得到了反应温度与CO含量的关系图。从图中得到的有关结论是_______________________（写出其中一个即可）

（4）为研究反应中压强对CO含量的影响，请简述你的实验方案：__________________;

钛被誉为“二十一世纪的金属”，用途广泛。按下图所示组成的产业链可以大大提高资源利用率，减少环境污染。请根据流程回答下列问题：

（1）已知FeTiO3中Fe元素的化合价为+3，钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的过程中     元素被氧化，每生产1.9t TiCl4转移电子总数为_______NA。（NA表示阿伏伽德罗常数）

（2）已知：①Mg(s) + Cl2(g)＝MgCl2(s)   △H =－641kJ·mol-1

② TiCl4(s)＝Ti(s) + 2Cl2(g)   △H = +770kJ·mol-1

则金属Mg还原TiCl4(s)制取金属Ti的热化学方程式为_______。

（3）某化学兴趣小组模拟上述生产，探究外界条件对合成甲醇反应的影响。

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)   △H＝－91kJ·mol－1。

①在300℃时，向体积为1L的密闭容器中加入2mol H2和1mol CO，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

则从反应开始到建立平衡， v(H2)=_______；

该温度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

的化学平衡常数为_______。

②在其它条件不变，只改变其中的一个条件，该小组同学根据实验绘制如下图像，其中与事实相符的是_______（填序号）。

（4）一种将电解池与燃料电池相结合的新工艺可以降低氯碱工业的高能耗。相关物质的传输与转化关系如下图所示。（其中电极未标出，所用的离子交换膜只允许阳离子通过。）

比较图示中氢氧化钠质量分数a%_______b%（填“＜”“＞”或“＝”）。

（5）有人提出让火力发电厂与氯碱厂就近联合既可以减少SO2的排放，又能降低能耗。请你判断该方案是否可行？_______；理由是：_______。

结构初探：X、Y、Z、W是元素周期表前四周期常见的四种元素，原子序数依次增大。X原子核外有两种形状的电子云，四种伸展方向，常温下以双原子分子存在，性质稳定；Y的单质是生活中常见的合金材料成分之一，原子核外只有一个未成对电子，Z原子的半径比X大，其基态原子最外层的p电子是该层s电子的两倍，W是最常见的黑色金属之一。

23. Z位于元素周期表中的位置是             ，W3+的最外层电子排布式是            。

X的氧化物XO2与H2O比较，熔点较高的是            (填化学式)。

24. 加热条件下，Z的单质与足量的X的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应，生成 Z的最髙价含氧酸，写出此反应的化学方程式                            。

25. 比较Y、W性质的活泼性：                           （用一个化学反应方程式表示）。

过量W单质与相同体积、相同pH的盐酸、稀硫酸、醋酸反应，则下列说法正确的是           ；过量W单质与相同体积、相同浓度的盐酸、稀硫酸、醋酸反应，则下列说法正确的是           。

a. 开始生成氢气的速率：盐酸=硫酸=醋酸   

b. 产生氢气的总量：醋酸>硫酸>盐酸

c. 消耗W的质量：醋酸>盐酸=硫酸        

d. 反应结束时金属离子的浓度：硫酸>盐酸≈醋酸

环境问题：2015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PM2.5。

汽车尾气净化的主要原理为：。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）的变化曲线如图所示。据此判断：

26. 写出该反应平衡常数的表达式：                   ，该常数是关于温度的             函数（选填“递增”或“递减”）。在T2温度下，0~2s内的平均反应速率：v(N2)=                 。

27. 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，在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。

28. 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           。（下图中v正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量）

碳和硅属于同主族元素，在生活生产中有着广泛的用途。

（1）甲烷可用作燃料电池，将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池，通入CH4的一极，其电极反应式是_______；

CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染，有望解决汽车尾气污染问题，反应如下：

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

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

则NO2被甲烷还原为N2的热化学方程式为_______。

（2）已知H2CO3 HCO3－＋ H＋　Ka1（H2CO3）=4.45×10－7

HCO3－CO32－＋H＋　Ka2(HCO3－)=5.61×10－11

HAH＋＋A－　Ka(HA)=2.95×10－8

请依据以上电离平衡常数，写出少量CO2通入到NaA溶液中的离子方程式_______。

（3） 在T温度时，将1.0molCO2和3.0molH2充入2L密闭恒容器中，可发生反应的方程式为CO2 (g) + 3H2(g) CH3OH(g) + 2H2O(g) 。充分反应达到平衡后，若容器内的压强与起始压强之比为a ：1，则CO2转化率为_______，当a=0.875时，该条件下此反应的平衡常数为_______（用分数表示）。

（4）氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可由石英(SiO2)与焦炭在高温的氮气流中反应生成，已知该反应的平衡常数表达式K=［c(CO)］6/［c(N2)］2，若已知CO生成速率为v(CO)＝6mol·L-1·min-1，则N2消耗速率为v(N2)＝_______；该反应的化学方程式为_______。