2019年高三化學二輪復習 題型專練11 基本理論（含解析）.doc

題型專練11 基本理論1. 氮和碳的化合物與人類生產、生活密切相關。（1）已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)； H180.5 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)； H483.6 kJmol1則反應2H2(g)2NO(g)=2H2O(g)N2(g)；H_。（2）在壓強為0.1 MPa條件，將CO和H2的混合氣體在催化劑作用下轉化為甲醇的反應為CO(g)2H2(g) CH3OH(g) H<0下列能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是_。a混合氣體的密度不再變化 bCO和H2的物質的量之比不再變化cv(CO)=v(CH3OH) dCO在混合氣中的質量分數(shù)保持不變T1時，在一個體積為5 L的恒壓容器中充入1 mol CO、2 mol H2，經(jīng)過5 min達到平衡，CO的轉化率為0.75，則T1時，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)K=_。在T1時，在體積為5 L的恒容容器中充入一定量的H2和CO，反應達到平衡時CH3OH的體積分數(shù)與n(H2)n(CO)的關系如圖所示。溫度不變，當時，達到平衡狀態(tài)，CH3OH的體積分數(shù)可能是圖象中的_點。（3）用催化轉化裝置凈化汽車尾氣，裝置中涉及的反應之一為：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)探究上述反應中NO的平衡轉化率與壓強、溫度的關系，得到如圖1所示的曲線。催化裝置比較適合的溫度和壓強是_。測試某型號汽車在冷啟動(冷啟動指發(fā)動機水溫低的情況下啟動)時催化裝置內CO和NO百分含量隨時間變化曲線如圖2所示。則前10 s內，CO和NO百分含量沒明顯變化的原因是_。（4）右圖所示的裝置能吸收和轉化NO2和SO2。陽極區(qū)的電極反應式為_。陰極排出的溶液中含S2O離子，能將NO2氣體轉化為無污染氣體，同時生成的SO可在陰極區(qū)再生。寫出該反應的離子方程式：_?！敬鸢浮?(1). 664.1 kJmol1 (2). ad (3). 300 (4). F (5). 400K，1Mpa (6). 尚未達到催化劑工作溫度或尚未達到反應所需的溫度 (7). SO22e2H2O=SO4H (8). 4S2O2 NO28OH=8SON24H2O【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律：第二個方程式減第一個方程式，整理后即可計算出該反應的H= 664.1 kJmol1；正確答案：664.1 kJmol1。（2）在壓強不變的情況下，反應前后混合氣體的總質量不發(fā)生改變，氣體的總體積在發(fā)生變化，當二者的比值不再發(fā)生改變時，反應達到平衡狀態(tài)，a正確；CO和H2都為反應物，在發(fā)生反應時是按照1:2比例進行的，無 論 進 行 到 什 么 程 度，二 者的物質的量之比不再變化，無法判斷反應是否達平衡，b錯誤；v(CO)=v(CH3OH)沒 有 標 出 速 率 的方向，無法判定，c錯誤；反應達到平衡狀態(tài)后，CO在混合氣中的質量分數(shù)保持不變，d正確。答案選ad。 因為CO的轉化率為0.75，所 以 反應 中 消 耗 CO的 總 量為 0.75 mol，容器的體積為5 L。 CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) 起始量 1 2 0變化量 0.75 1.5 0.75平衡量 0.25 0.5 0.75 平衡濃度0.05 0.1 0.15平衡常數(shù)=，正確答案：300。溫度不變，當時， 甲醇的體積分數(shù)為最大值， 當時，雖然增加了氫氣的濃度，平衡右移，甲醇的含量增加，但是混合氣體的總體積增加的多，導致CH3OH的體積分數(shù)減少，應該是圖象中的F點；正確選項F。（3）根據(jù)圖像可知，在壓強不變的情況下，該反應溫度越低，NO的轉化率越大；當反應溫度在400K時，壓強為1 Mpa時，轉化率為90%，當壓強增大到5 Mpa時，轉化率為95%，雖然轉化率有提高，但是壓強的增大，需 要 很 高 的 成本，不劃算，所以催化裝置比較適合的溫度和壓強是400K、1Mpa；答案為400K、1Mpa。需要控制在一定的溫度范圍內，才能發(fā)揮催化劑的最大催化能力，則前10 s內，尚未達到催化劑工作溫度或尚未達到反應所需的溫度，所以CO和NO百分含量沒明顯變化；正確答案：尚未達到催化劑工作溫度或尚未達到反應所需的溫度。（4）陽極發(fā)生氧化反應，SO2失去電子被氧化為硫酸，根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒規(guī)律，極反應為SO22e2H2O=SO4H ；正確答案為 SO22e2H2O=SO4H。在堿性環(huán)境中，S2O離子中+3價硫元素被氧化為+4價的SO，NO2中+4價的氮元素被還原到0價，即為氮氣，無污染氣體，離子方程式為4S2O2 NO28OH = 8SON2 4H2O ； 正確答案：4S2O2 NO28OH =8SON24H2O 。 2. 在一定的溫度、壓強和釩催化劑存在的條件下，SO2被空氣中的O2氧化為SO3。V2O5是釩催化劑的活性成分，郭汗賢等提出：V2O5在對反應I的催化循環(huán)過程中，經(jīng)歷了、兩個反應階段，圖示如圖1：圖1（1）已知有關氣體分子中1mol化學鍵斷裂時需要吸收的能量數(shù)據(jù)如下：化學鍵S=O(SO2)O=O(O2)S=O(SO3)能量/kJ535496472由此計算反應的H=_kJmol-1。寫出反應的化學方程式_。（2）不能說明反應達到平衡狀態(tài)的是_。A恒容密閉容器中混合氣體的壓強不再變化B恒容密團容器中混合氣體的密度不再變化C混合氣體的總物質的量不再變化D混合氣體的平均相對分子質量不再變化En(SO2)n(O2)n(SO3)=212FSO2氣體的百分含量不再變化（3）在保持體系總壓為105Pa的條件下進行反應SO2+1/2O2SO3，原料氣中SO2和O2的物質的量之比m(m=)不同時，SO2的平衡轉化率與溫度(t)的關系如下圖所示：圖中m1、m2、m3的大小順序為_，理由是_。反應I的化學平衡常數(shù)Kp表達式為_(用平衡分壓代替平衡濃度表示)。圖中A點原料氣的成分是：n(SO2)=10mol,n(O2)=24.4mol,n(N2)=70mol,達平衡時SO2的分壓p(SO2)為_Pa。(分壓=總壓物質的量分數(shù))。近年，有人研發(fā)出用氧氣代替空氣的新工藝，使SO2趨于全部轉化。此工藝的優(yōu)點除了能充分利用含硫的原料外，主要還有_?！敬鸢浮?(1). -98 (2). SO2 + V2O5V2O4SO3 (3). B E (4). m1>m2>m3 (5). 相同溫度和壓強下，若SO2濃度不變，O2濃度增大，轉化率提高，m值減小。 (6). Kp= (7). =1200Pa（ (8). 無尾氣排放，不污染環(huán)境【解析】（1）反應熱等于反應物的總鍵能減生成物的總鍵能；則反應I的H=（2535）+0.5496-3472=-98kJ/mol；正確答案：-98；反應生成V204S03，方程式為S02+V205V204S03，反應V204S03與氧氣反應生成V205和S03，方程式為2V204S03+022V205+S03，故答案為：S02+V205V204S03；（2）該反應為反應前后氣體的總量不為0的反應，恒容密閉容器中混合氣體的壓強不再變化，反應達平衡狀態(tài)；A正確；反應前后氣體的總質量不變，恒容密團容器中混合氣體的密度恒為常數(shù)，無法判斷反應是否達到平衡狀態(tài)；B錯誤；該反應為反應前后氣體的總量不為0的反應，合氣體的總物質的量不再變化，反應達平衡狀態(tài)；C正確；反應前后氣體的總質量不變，混合氣體的總量在變化，當混合氣體的平均相對分子質量不再變化，反應達平衡狀態(tài)；D正確；n(SO2)n(O2)n(SO3)=212，無法判定反應達平衡狀態(tài)，E錯誤；反應達平衡狀態(tài)，各組分的濃度保持不變；SO2氣體的百分含量不再變化，可以判定反應達平衡狀態(tài)；F正確；正確選項：B E ； （3）根據(jù)圖像可知：m=，m越大，二氧化硫轉化率越??；原因相同溫度和壓強下，若SO2濃度不變，增大氧氣的濃度，氧氣的轉化率減少，SO2的轉化率增大；正確答案： m1>m2>m3 ；相同溫度和壓強下，若SO2濃度不變，O2濃度增大，轉化率提高，m值減??；根據(jù)反應：SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g)，其他條件不變時，化學平衡常數(shù)Kp為生成物的平衡分壓與反應物的平衡分壓的分壓冪之比；平衡常數(shù)可以用壓強表示為：Kp=；根據(jù)題給信息，壓強為Pa，二氧化硫的轉化率為88%；n(SO2)=10mol,n(O2)=24.4mol, n(N2)=70mol,進行如下計算： SO2(g) + 1/2O2(g) SO3(g)， 起始量： 10 24.4 0 變化量： 1088% 0.51088% 1088% 平衡量：1012% 24.4-588% 1088% 平衡時，混合氣體總量為1012%+24.4-588%+1088%+70=104.4-588%=100mol達平衡時SO2的分壓p(SO2)為1012%105 100100%=1200 Pa；正確答案：1200 Pa；使二氧化硫氣體趨于全部轉化為三氧化硫，這樣就沒有二氧化硫氣體的剩余，減少了對環(huán)境的污染；正確答案：無尾氣排放，不污染環(huán)境；3. 氮元素也與碳元素一樣存在一系列氫化物,如NH3、N2H4、N3H5、N4H6等。請回答下列有關問題：（1）上述氮的系列氫化物的通式為_。（2）已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-483.6kJmol-1,查閱文獻資料，化學鍵鍵能如下表：化學鍵H-HN=NN-HE/kJmol-1436946391氨分解反應NH3(g)N2(g)+H2(g)的活化能Ea1=300kJmol-1，則合成氨反應 N2(g)+H2(g)NH3(g)的活化能Ea2=_。氨氣完全燃燒生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學方程式為_。如右圖是氨氣燃料電池示意圖。a電極的電極反應式為_。（3）已知NH3H2O為一元弱堿。N2H4H2O為二元弱堿，在水溶液中的一級電離方程式表示為：N2H4H2O+H2ON2H5H2O+OH-。則可溶性鹽鹽酸肼(N2H6Cl2)第一步水解的離子方程式為_;溶液中離子濃度由大到小的排列順序為_。（4）通過計算判定(NH4)2SO3溶液的酸堿性(寫出計算過程)_。(已知：氨水Kb=1.810-5;H2SO3 Ka1=1.310-2Ka2=6.310-8)?！敬鸢浮?(1). NnH(n+2) (2). 254kJmol-1 (3). 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)H=-1266.8kJmol-1 (4). NH3+6OH-6e-=N2+6H2O (5). N2H62+H2ON2H5H2O+H+ (6). Cl->N2H62+>H+>N2H5H2O+>OH- (7). O32-的水解常數(shù)Kh1=10-7，NH4+的水解常數(shù)Kh=10-10，Kh1>Kh，故SO32-水解起主要作用而呈堿性【解析】（1）通過觀察可知：氮與氫原子數(shù)相差2個，通式為NnH(n+2)，正確答案：NnH(n+2)；（2）NH3(g)N2(g)+H2(g)，H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能=3391-1/2946-3/2436=+46 kJmol-1; H= Ea1- Ea2=46；300- Ea2=46，Ea2=254kJmol-1； 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-483.6kJmol-1, NH3(g)N2(g)+H2(g)，H=+46 kJmol-1;根據(jù)蓋斯定律：兩個式子整理完成后，4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) H=1266.8kJmol-1；正確答案：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) H=1266.8kJmol-1； 氨氣燃料電池，氨氣做負極，負極發(fā)生氧化反應，失去電子，在堿性環(huán)境下氧化為氮氣；極反應為NH3+6OH-6e-=N2+6H2O；正確答案為：NH3+6OH-6e-=N2+6H2O；（3）N2H4H2O為二元弱堿，N2H6Cl2為強酸弱堿鹽，水解顯酸性，第一步水解的離子方程式為N2H62+H2ON2H5H2O+H+；溶液中的離子：Cl-、N2H62+、H+、OH-、N2H5H2O+；根據(jù)水解規(guī)律：溶液中離子濃度大小排列順序為：c(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(N2H5H2O+)>c(OH-)；正確答案：c(Cl-)>c(N2H62+)> c(H+)>c(N2H5H2O+)>c(OH-)；（4）鹽類水解平衡常數(shù)Kh=KW/Ka ，其中KW為離子積，Ka為弱酸或弱堿的電離平衡常數(shù)；已知：氨水Kb=1.810-5;H2SO3 Ka1=1.310-2 Ka2=6.310-8)；NH4+的水解常數(shù)Kh1=10-10；SO32-的水解常數(shù)Kh2=10-7，Kh1<Kh，平衡常數(shù)越大，水解能力就越強，故SO32-水解起主要作用而呈堿性；正確答案：堿性；已知：氨水Kb=1.810-5;H2SO3 Ka1=1.310-2 Ka2=6.310-8)；NH4+的水解常數(shù)Kh1=10-10；SO32-的水解常數(shù)Kh2=10-7，Kh1<Kh，平衡常數(shù)越大，水解能力就越強，故SO32-水解起主要作用而呈堿性。4. 科學家積極探索新技術對CO2進行綜合利用。請回答下列問題:（1）已知: H2的燃燒熱為285.8kJ/mol,C2H4的燃燒熱為1411.0kJ/mol,且H2O(g)=H2O(l)H=-44.0kJ/mol,則CO2 和H2反應生成乙烯和水蒸氣的熱化學方程式為_,上述反應在_下自發(fā)進行(填“高溫”或“低溫”)。（2）乙烯是一種重要的氣體燃料，可與氧氣、熔融碳酸鈉組成燃料電池。寫出該燃料電池負極的電極反應式:_.（3）在體積為1L的密閉容器中，充入3mol H2和1mol CO2,測得溫度對CO2的平衡轉化率和催化劑催化效率的影響如圖所示。平衡常數(shù): KM_KN (填“>”“<”或“=”)。下列說法正確的是_(填序號)。A.當混合氣體密度不變時，說明反應達到平衡狀態(tài)B.當壓強或n(H2)/n(CO2)不變時，均可證明反應已達平衡狀態(tài)C.當溫度高于250時，因為催化劑的催化效率降低，所以平衡向逆反應方向移動D.若將容器由“恒容”換為“恒壓”，其他條件不變，則CO2的平衡轉化率增大250時，將平衡后的混合氣體(不考慮平衡移動) 通入300mL 3mol/L的NaOH溶液中充分反應，則所得溶液中所有離子的濃度大小關系為_圖中M點對應乙烯的質量分數(shù)為_。（5）達平衡后，將容器體積瞬間擴大至2L并保持不變，平衡向_移動(填“正向”“逆向”或“不”),容器內混合氣體的平均相對分子質量_(填“增大”“減小”或“不變”)?！敬鸢浮?(1). 2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) H=-127.8kJ/mol (2). 低溫 (3). C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O (4). > (5). D (6). c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(H+) (7). 14%或0.14 (8). 逆向 (9). 減小【解析】(1).根據(jù)題給信息分別寫出三個熱化學反應方程式：H2O(g)=H2O(l)H=-44.0kJ/mol，C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) H=-1411.0kJmol- ，H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=-285.8kJ/mol；根據(jù)蓋斯定律，整理出熱化學方程式并計算出反應的H；正確答案:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) H=-127.8kJ/mol；該反應為一個S<0,H<0的反應，在低溫下能夠進行；正確答案：低溫；（2）乙烯氣體與氧氣形成的燃料電池，電解質為熔融碳酸鈉；乙烯做負極被氧化生成二氧化碳；根據(jù)電子守恒和電荷守恒規(guī)律，極反應為： C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O；正確答案：C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O；（3從圖像看出，溫度升高，二氧化碳的轉化率降低，該反應正反應為放熱反應；升高溫度，平衡左移，平衡常數(shù)減??；正確答案:KM >KN； 可逆反應：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) H=-127.8kJ/mol；其他條件下不變，反應前后的氣體的總質量不變，容器的體積不變，混合氣體密度恒為定值，無法判定平衡狀態(tài)，A錯誤；該反應為反應前后氣體總量減少的反應，壓強不變可以判定反應達平衡狀態(tài)，但是氫氣、二氧化碳均為反應物，按一定比例關系進行反應，n(H2)/n(CO2)始終保持不變，無法判定平衡狀態(tài)， B錯誤；溫度高于250時，催化劑的催化效率降低，但是催化劑對平衡的移動無影響，向左移動是因為溫度升高的緣故；C錯誤；該反應為氣體體積減少的的反應，若將容器由“恒容”換為“恒壓”，其他條件不變，相當于加壓的過程，平衡右移，CO2的平衡轉化率增大，D正確；正確答案：D；250時，根據(jù)圖像看出，二氧化碳的轉化率為50%，平衡后剩余二氧化碳的量150%=0.5mol，設反應生成碳酸氫鈉xmol,碳酸鈉y mol，根據(jù)碳原子守恒：x+y=0.5；根據(jù)鈉離子守恒：x+2y=30.3，解之，x= 0.1mol ，y=0.4mol；即碳酸氫鈉0.1mol，碳酸鈉 0.4mol， 碳酸鈉的量比碳酸氫鈉大，CO32-水解很少，剩余得多；所以c(CO32-)>c(HCO3-)；溶液中離子濃度大小關系：c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(H+)；正確答案：c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(H+)； 可逆反應： 2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g) + 4H2O(g) 起始量：1 3 0 0 變化量 150% 350% 0.550% 250% 平衡量 0.5 1.5 0.25 1混合氣體的總質量：144+32=50g， 乙烯的質量：0.2528=7 g，所以乙烯的質量分數(shù)為750100%= 14%或0.14；正確答案：14%或0.14；（5）增大體積，相當于減壓，平衡向左移動；正確答案：逆向；反應前后混合氣體的總質量不變，體積變大，所以密度減少；正確答案：減小。5. 氮的化合物在生產生活中廣泛存在。(1)氯胺（NH2Cl）的電子式為_?？赏ㄟ^反應NH3(g)Cl2(g)=NH2Cl(g)HCl(g)制備氯胺，已知部分化學鍵的鍵能如右表所示（假定不同物質中同種化學鍵的鍵能一樣），則上述反應的H=_?；瘜W鍵鍵能/(kJmol-1)N-H391.3Cl-Cl243.0N-Cl191.2H-Cl431.8NH2Cl與水反應生成強氧化性的物質，可作長效緩釋消毒劑，該反應的化學方程式為_。(2)用焦炭還原NO的反應為：2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，向容積均為1L的甲、乙、丙三個恒容恒溫（反應溫度分別為400、400、T）容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO，測得各容器中n(NO)隨反應時間t的變化情況如下表所示：t/min04080120160n(NO)（甲容器）/mol2.001.501.100.800.80n(NO)（乙容器）/mol1.000.800.650.530.45n(NO)（丙容器）/mol2.001.451.001.001.00該反應為_（填“放熱”或“吸熱”）反應。乙容器在200min達到平衡狀態(tài)，則0200min內用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)=_。(3)用焦炭還原NO2的反應為：2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)，在恒溫條件下，1molNO2和足量C發(fā)生該反應，測得平衡時NO2和CO2的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示：A、B兩點的濃度平衡常數(shù)關系：Kc(A)_Kc(B)（填“”或“”或“=”）。A、B、C三點中NO2的轉化率最高的是_（填“A”或“B”或“C”）點。計算C點時該反應的壓強平衡常數(shù)Kp(C)=_（Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓總壓物質的量分數(shù)）?！敬鸢浮?(1). (2). +11.3kJ/mol-1 (3). NH2ClH2ONH3HClO或NH2Cl2H2ONH3H2OHClO( (4). 放熱 (5). 0.003molL-1min-1 (6). = (7). A (8). 2MPa【解析】(1)（1）氮原子最外層有5個電子，氯原子最外層有7個電子，氫原子最外層1個電子，三種原子間以共價鍵結合，氯胺（NH2Cl）的電子式為；正確答案：。反應為NH3(g)Cl2(g)=NH2Cl(g)HCl(g)，H=反應物總鍵能-生成物總鍵能=3391.3+243-2391.3-191.2-431.8=+11.3kJ/mol-1；正確答案：+11.3kJ/mol-1。生成物具有強氧化性、具有消毒作用的是次氯酸，氯元素由-1價氧化為+1價，氮元素由-2價還原到-3價，生成氨氣；正確答案：NH2ClH2ONH3HClO或NH2Cl2H2ONH3H2OHClO。（2）從甲丙兩個反應過程看出，加入的n(NO)一樣，但是丙過程先達平衡，說明丙的溫度比甲高；丙中n(NO)剩余量比甲多，說明升高溫度，平衡左移，該反應正反應為放熱反應；正確答案：放熱。 容積為1L的甲中： 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)， 起始量 2 0 0 變化量 1.2 0.6 0.6 平衡量 0.8 0.6 0.6平衡常數(shù)=c(N2)c(CO2)/ c2(NO)=0.60.6/0.82=9/16;甲乙兩個反應過程溫度相同，所以平衡常數(shù)相同；容積為1L的乙容器中，設NO的變化量為xmol： 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，起始量 1 0 0變化量 x 0.5x 0.5x平衡量 1- x 0.5x 0.5x平衡常數(shù)=c(N2)c(CO2)/ c2(NO)= 0.5x0.5x/(1- x)2=9/16,解之得x=0.6mol；0200min內用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)= 0.61200= 0.003molL-1min-1；正確答案：0.003molL-1min-1。(3) 平衡常數(shù)只與溫度有關，由于溫度不變，平衡常數(shù)不變， Kc(A)= Kc(B)；正確答案： =。增大壓強，平衡左移，NO2的轉化率降低，所以A、B、C三點中壓強最小為A點，該點轉化率最大；正確答案：A。由焦炭還原NO2的反應為：2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，在恒溫條件下，1molNO2和足量C發(fā)生反應在C點時，NO2和CO2的物質的量濃度相等，可知此時反應體系中n(NO2)=0.5mol，n(N2)=0.25mol，n(CO2)=0.5mol，則三種物質的分壓分別為：P(NO2)=P(CO2)=10MPa=4，P(N2)=2MPa，C點時該反應的壓強平衡常數(shù)Kp(C)= 2MPa42MPa/42MPa=2 MPa；正確答案：2MPa。6. 前兩年華北地區(qū)頻繁出現(xiàn)的霧霾天氣引起了人們的高度重視，化學反應原理可用于治理環(huán)境污染，請回答以下問題。（1）一定條件下，可用CO處理燃煤煙氣生成液態(tài)硫，實現(xiàn)硫的回收。已知：2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) H = 566 kJmol1S(l) + O2(g) = SO2(g) H = 296 kJmol1則用CO處理燃煤煙氣的熱化學方程式是_。在一定溫度下，向2 L 密閉容器中充入 2 mol CO、1 mol SO2發(fā)生上述反應，達到化學平衡時SO2的轉化率為90%，則該溫度下該反應的平衡常數(shù)K = _。（2）SNCRSCR是一種新型的煙氣脫硝技術（除去煙氣中的NOx），其流程如下：已知該方法中主要反應的熱化學方程式： 4NH3(g) + 4NO(g) + O2(g) 4N2(g) + 6H2O(g) H = 1646 kJmol1，在一定溫度下的密閉恒壓的容器中，能表示上述反應達到化學平衡狀態(tài)的是_（填字母）。 a4逆(N2) = 正(O2) b混合氣體的密度保持不變 cc(N2):c(H2O):c(NH3)=4:6:4d單位時間內斷裂4 mol NH鍵的同時斷裂4 mol NN鍵 （3）如圖所示，反應溫度會直接影響SNCR技術的脫硝效率。SNCR技術脫硝的溫度選擇925 的理由是_。 SNCR與SCR技術相比，SNCR技術的反應溫度較高，其原因是_；但當煙氣溫度高于1000時，SNCR脫硝效率明顯降低，其原因可能是_。 （4）一種三室微生物燃料電池可用于污水凈化、海水淡化，其工作原理如圖所示：中間室的Cl 移向_（填“左室”或“右室”），處理后的含硝酸根廢水的pH_（填“增大”或“減小”） 若圖中有機廢水中的有機物用C6H12O6表示，請寫出左室發(fā)生反應的電極反應式：_?！敬鸢浮?(1). 2CO(g) + SO2(g) = 2CO2(g) + S(l) H = 270 kJ/mol (2). K=1620 (3). b (4). 925時脫硝效率高，殘留氨濃度較小 (5). 沒有使用催化劑，反應的活化能較高 (6). 因為脫硝的主要反應是放熱反應，溫度過高，使脫硝反應逆向移動（或高溫下N2與O2生成了NO等合理答案） (7). 左室 (8). 增大 (9). C6H12O6 24e + 6H2O = 6CO2 + 24H+【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律：第一個反應減去第二個反應整理得出CO處理燃煤煙氣的熱化學方程式2CO(g) + SO2(g) = 2CO2(g) + S(l) H = 270 kJ/mol；正確答案：2CO(g) + SO2(g)= 2CO2(g)+ S(l) H = 270 kJ/mol。根據(jù)已知可知：反應開始時c(CO)=1 mol/L，c(SO2)=0.5 mol/L；據(jù)反應方程式列式： 2CO(g) + SO2(g) = 2CO2(g) + S(l) 起始濃度 1 0.5 0 變化濃度 190% 0.590% 190%平衡濃度 0.1 0.05 0.9該溫度下該反應的平衡常數(shù)K = c2(CO2)/ c2(CO)c(SO2)= 0.92/ 0.120.05=1620；正確答案1620。（2）速率之比和系數(shù)成正比：逆(N2) = 4正(O2)，a錯誤；反應前后氣體的總質量不變，當容器內的壓強保持不變時，容器的體積也就不再發(fā)生改變，氣體的密度也就不再發(fā)生變化，反應達到平衡狀態(tài)；b正確；c(N2):c(H2O):c(NH3)=4:6:4 的狀態(tài)僅僅是反應進行過程中一種狀態(tài)，無法判定平衡狀態(tài)； c錯誤；單位時間內斷裂12mol NH鍵的同時斷裂4 mol NN鍵，反應達平衡狀態(tài)，d錯誤；正確答案b。（3） 從圖示看出當溫度選擇925 時，脫硝效率高，殘留氨濃度較小；正確答案：脫硝效率高，殘留氨濃度較小。 從上述流程看出，SNCR技術的反應沒有使用催化劑，反應的活化能較高，因此反應溫度較高；因為脫硝的主要反應是放熱反應，溫度過高，使脫硝反應逆向移動，脫硝效率明顯降低；正確答案：沒有使用催化劑，反應的活化能較高；因為脫硝的主要反應是放熱反應，溫度過高，使脫硝反應逆向移動（或高溫下N2與O2生成了NO等合理答案）。（4）從題給信息看出，硝酸根離子中氮元素變?yōu)榈獨?，發(fā)生還原反應，該極為原電池的正極（右室）；電解質溶液中的Cl 移向負極，即左室；在正極溶液中的硝酸根離子發(fā)生反應為：2NO3-+10e-+6H2O=N2+12OH-,產生OH-,溶液的堿性增強，pH增大；正確答案：左室；增大。C6H12O6在負極失電子發(fā)生氧化反應生成二氧化碳氣體，極反應為：C6H12O6 24e + 6H2O = 6CO2 + 24H+；正確答案：C6H12O6 24e + 6H2O = 6CO2 + 24H+。7. COS和H2S是許多煤化工產品的原料氣。已知：.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) H=X kJmol-1；I.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=-42kJmol-1；（1）斷裂1mol分子中的化學鍵所需吸收的能量如下表所示：分子COS(g)H2(g)CO(g)H2S(g)H2O(g)CO2(g)能量/kJmol-1132144010766809301606則X=_。（2）向10L容積不變的密閉容器中充入1molCOS(g)、ImolH2(g)和1molH2O(g)，進行上述兩個反應，在某溫度下達到平衡，此時CO的體積分數(shù)為4%，且測得此時COS的物質的量為0.80mol，則該溫度下反應I的平衡常數(shù)為_（保留兩位有效數(shù)字）（3）現(xiàn)有兩個相同的2L恒容絕熱（與外界沒有熱量交換）密閉容器M、N，在M中充入1molCO和1molH2O，在N中充入1molCO2和ImolH2，均在700下開始按進行反應。達到平衡時，下列說法正確的是_。A.兩容器中CO的物質的量M>NB.兩容器中正反應速率M<NC.容器M中CO的轉化率與容器N中CO2的轉化率之和小于1D.兩容器中反應的平衡常數(shù)M>N（4）氫硫酸、碳酸均為二元弱酸，其常溫下的電離常數(shù)如下表：H2CO3H2SKa14.410-71.310-7Ka24.710-117.110-15煤的氣化過程中產生的H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收，該反應的離子方程式為_；常溫下，用100ml0.2molL-1InaOH溶液吸收48mL（標況）H2S氣體，反應后溶液中離子濃度從大到小的順序為_。（5）25時，用Na2S沉淀Cu2+、Sn2+兩種金屬離子 (M2+)，所需S2-最低濃度的對數(shù)值1gc(S2-)與Igc(M2+)的關系如右圖所示，請回答：25時Ksp(CuS)=_。25時向50mL的Sn2+、Cu2+濃度均為0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，當Na2S溶液加到150mL時開始生成SnS沉淀，則此時溶液中Cu2+濃度為_mol/L。【答案】 (1). 5 (2). 0.034 (3). AC (4). H2S+CO32-HS-+HCO3 (5). c(Na+)c(HS)c(OH) c(H+) c(S2) (6). 10-35 (7). 2.510-13【解析】(1) H=反應物斷鍵吸收的總能量-生成物成鍵放出的總能量=1321+440-680-1076=5 kJmol-1；正確答案：5。（2） COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) 起始量 1 1 0 0 變化量 x x x x 平衡量 1-x 1- x x xCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 起始量 x 1 0 1- x變化量 y y y y平衡量 x- y 1- y y 1- x+ y根據(jù)題給信息可知：1-x=0.8, x=0.2 mol；反應后混合氣體總量為1-x+x+x-y+1-y+y+1- x+y=3mol，根據(jù)CO的體積分數(shù)為4%列方程 (0.2-y)/3=0.04, y=0.08 mol； c(H2)=(1- x+ y)/10=0.088mol/L；c(H2S)= x /10=0.02mol/L；c(CO)= (x-y)/10=0.012 mol/L； c(COS)= (1-x)/10=0.08mol/L；反應I的平衡常數(shù)為c(CO)c(H2S)/ c(H2) c(COS)= 0.0120.02/0.080.088=0.034；正確答案：0.034。 (3) 由于容器M的正反應為放熱反應。隨著反應的進行，反應的溫度升高；由于恒容絕熱，升高溫度，平衡左移，兩容器中CO的物質的量M>N，A正確；M中溫度大于N中的溫度，所以兩容器中正反應速率M>N，B錯誤；容器M中反應是從正反應方向開始的，容器N中是反應是從逆反應方向開始的，由于恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)，所以CO的轉化率與容器中CO2的轉化率之和必然小于1，C正確；容器M中反應是從正反應方向開始的，由于恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)，平衡左移，所以兩容器中反應的平衡常數(shù)M<N，D錯誤；正確選項AC。（4）根據(jù)電離常數(shù)可以得知酸性順序：H2CO3>H2S>HCO3->HS-；所以H2S與Na2CO3溶液反應生成NaHS和NaHCO3；正確答案：H2S+CO32-HS-+HCO3。設生成Na2S xmol和NaHS ymol，根據(jù)硫元素守恒：x+y=44810-3/22.4 ；根據(jù)鈉元素守恒：2x+y=0.10.2,解之x=0，y=0.02mol；所以100ml、0.2molL-1NaOH溶液恰好吸收448mL（標況）H2S氣體生成NaHS，NaHS溶液電離大于水解過程，溶液顯堿性，溶液中各離子濃度大小關系為：c(Na+)c(HS)c(OH) c(H+) c(S2)；正確答案：c(Na+)c(HS)c(OH) >c(H+) c(S2)。（5）在25時，CuS飽和溶液中存在沉淀溶解平衡：CuS（s）Cu2+（aq）+S2-（aq），Ksp（CuS）=c（Cu2+）c（S2-）=10-2510-10=10-35；正確答案：10-35。Ksp（SnS）= c（Sn2+）c（S2-）=10-251=10-25>Ksp（CuS）=10-35，所以25時向50mL的Sn2+、Cu2+濃度均為0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，Cu2+先沉淀完成后，Sn2+開始沉淀；c(Sn2+)=(5010-30.01)/(20010-3)=2.510-3 molL-1；根據(jù)Ksp（SnS）=c（S2-）2.510-3=10-25，c（S2-）=410-23 molL-1 ；根據(jù)Ksp（CuS）=c（Cu2+）410-23=10-35，c（Cu2+）=2.510-13molL-1；正確答案：2.510-13。8. 2017年5月18日中共中央國務院公開致電祝賀南海北部神狐海域進行的“可燃冰”試采成功?！翱扇急笔翘烊粴馑衔铮庑蜗癖?，在常溫常壓下迅速分解釋放出甲烷，被稱為未來新能源。（1）“可燃冰”作為能源的優(yōu)點是_(回答一條即可)。（2）甲烷自熱重整是先進的制氫方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整兩個過程。向反應系統(tǒng)同時通入甲烷，氧氣和水蒸氣,發(fā)生的主要化學反應如下:反應過程化學方程式焓變H(kJ.mol-l)活化能E.(kJ.mol-1)甲烷氧化CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)-802.6125.6CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)-322.0172.5蒸氣重整CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)+206.2240.1CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)+158.6243.9回答下列問題:在初始階段，甲烷蒸汽重整的反應速率_(填“大于”“小于”或“等于”)甲烷氧化的反應速率。反應CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的平衡轉化率與溫度、壓強關系其中n(CH4)：n(H2O)=1:1如圖所示。該反應在圖中A點的平衡常數(shù)Kp=_(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓物質的量分數(shù))，圖中壓強(p1、p2、p3、p4)由大到小的順序為_。從能量角度分析，甲烷自熱重整方法的先進之處在于_。如果進料中氧氣量過大,最終會導致H2物質量分數(shù)降底，原因是_。（3）甲烷超干重整CO2技術可得到富含CO的氣體，其能源和開境上的雙重意義重大，甲烷超干重整CO2的催化轉化原理如圖所示。過程II中第二步反應的化學方程式為_。只有過程I投料比_，過程II中催化劑組成才會保持不變。該技術總反應的熱化學方程式為_?！敬鸢浮?能量密度高、清潔、污染小、儲量大 (2). 小于 (3). (Mpa)2或0.1875(Mpa)2 (4). p1>p2>p3>p4 (5). 甲烷氧化反應放出熱量正好洪蒸汽重整反應所吸收自熱量，達到能量平衡 (6). 氧氣量過大,會將H2氧化導致H2物質量分數(shù)降低 (7). 3Fe+4CaCO3Fe3O4+4CaO+4CO (8). 1/3 (9). CH4(g)+ 3CO2(g)2H2O(g) +4CO(g) H=+349kJ/mol【解析】(1). “可燃冰”分子結構式為：CH4H2O，是一種白色固體物質，外形像冰，有極強的燃燒力，可作為上等能源。它主要由水分子和烴類氣體分子（主要是甲烷）組成，所以也稱它為甲烷水合物，它的優(yōu)點：能量密度高、清潔、污染小、儲量大等；正確答案：能量密度高、清潔、污染小、儲量大。 （2）從表中活化能數(shù)據(jù)看出在初始階段，甲烷蒸汽重整反應活化能較大，而甲烷氧化的反應活化能均較小，所以甲烷氧化的反應速率快；正確答案：小于。 根據(jù)題給信息，假設甲烷有1mol, 水蒸氣有1mol, CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+ 3H2(g) 起始量 1 1 0 0 變化量 0.2 0.2 0.2 0.6平衡量 0.8 0.8 0.2 0.6平衡后混合氣體的總量：0.8+0.8+0.2+0.6=2.4 mol；各物質分壓分別為：p(CH4)=p(H2O)=40.82.4=4/3，p(C0)= 40.22.4=1/3, p(H2)=40.62.4=1，A點的平衡常數(shù)Kp=131/3（4/3）2=3/16；根據(jù)圖像分析，當溫度不變時，壓強減小，平衡左移，甲烷的轉化率增大，所以壓強的大小順序：p1>p2>p3>p4；正確答案3/16；p1>p2>p3>p4。甲烷氧化反應放出熱量正好提供給甲烷蒸汽重整反應所吸收熱量，能量達到充分利用；正確答案：甲烷氧化反應放出熱量正好洪蒸汽重整反應所吸收自熱量，達到能量平衡。 氧氣量過大,剩余的氧氣會將H2氧化為水蒸氣，會導致H2物質量分數(shù)降低；正確答案：氧氣量過大,會將H2氧化導致H2物質量分數(shù)降低。（3）根據(jù)圖示分析，第一步反應是還原劑把四氧化三鐵還原為鐵，第二步反應是鐵被碳酸鈣氧化為四氧化三鐵，而本身被還原為一氧化碳；正確答案：3Fe+4CaCO3 Fe3O4+4CaO+4CO。反應的歷程：CH4(g)+ CO2(g)2H2(g) +2CO(g);Fe3O4(s)+4H23Fe(s)+4H2O(g); Fe3O4(s)+4 CO(g)3Fe(s)+4 CO2(g);三個反應消去Fe3O4和Fe，最終得到CH4(g)+ 3CO2(g)2H2O(g) +4CO(g)；所以只有過程I投料比1/3時，才能保證II中催化劑組成保持不變；正確答案：1/3。 CH4(g)+3/2O2(g)CO(g)+2H2O(g) H1=-802.6 kJ.mol-l；CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) H2=-322.0 kJ.mol-l；CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H3=+158.6 kJ.mol-l；1.5-得方程式：1/2 CH4(g)+ CO(g)+ 2H2O(g)=3/2 CO2(g)+3 H2(g)，H4=3/2H2-H1； 然后再進行3-4得方程式并進行H的相關計算：CH4(g)+ 3CO2(g)2H2O(g) +4CO(g)，H=+349kJ/mol；正確答案：CH4(g)+ 3CO2(g)2H2O(g) +4CO(g)，H=+349kJ/mol。9. 由H、C、N、O、S等元素形成多種化合物在生產生活中有著重要應用。I.化工生產中用甲烷和水蒸氣反應得到以CO和H2為主的混合氣體，這種混合氣體可用于生產甲醇，回答下列問題:（1）對甲烷而言，有如下兩個主要反應:CH4(g)+1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g)H1=-36kJmol-12CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H2=+216kJmol-1若不考慮熱量耗散，物料轉化率均為100%，最終爐中出來的氣體只有CO、H2，為維持熱平衡，年生產lmolCO,轉移電子的數(shù)目為_。（2）甲醇催化脫氫可制得重要的化工產品一甲醛，制備過程中能量的轉化關系如圖所示。寫出上述反應的熱化學方程式_。反應熱大小比較:過程I_過程II(填“大于”、“小于”或“等于”)。II.（3）汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，這使NOx的有效消除成為環(huán)保領城的重要課題。某研究性小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑，刪得NO轉化為N2的轉化率隨溫度變化情況如圖所示。若不使用CO，溫度超過775K，發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低。其可能的原因為_，在n(NO)/n(CO)=1的條件下，為更好的除去NOx物質，應控制的最佳溫度在_K左右。（4）車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產生的二氧化硫是導致霧霾天氣的“罪魁禍首”。活性炭可處理大氣污染物NO。在5L密閉容器中加入NO和活性炭(假設無雜質)，一定條件下生成氣體E和F。當溫度分別在T1和T2時，測得各物質平衡時物質的量(n/mol)如下表:物質溫度活性炭NOEF初始3.000