题目内容
(14 分) 一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。
⑴高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法，相关反应的热化学方程式如下：
4CO(g)＋Fe3O4(s)＝4CO2(g)＋3Fe(s) △H="a" kJ·mol－1
CO(g)＋3Fe2O3(s)＝CO2(g)＋2Fe3O4(s) △H="b" kJ·mol－1
反应3CO(g)＋Fe2O3(s)＝3CO2(g)＋2Fe(s)的△H= kJ·mol－1(用含a、b 的代数式表示)。
⑵电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步：2CH3OH(g)
HCOOCH3(g)+2H2(g) △H>0
第二步：HCOOCH3(g)CH3OH(g) +CO(g) △H>0
①第一步反应的机理可以用下图表示：
图中中间产物X的结构简式为 。
②在工业生产中，为提高CO的产率，可采取的合理措施有 。
⑶为进行相关研究，用CO还原高铝铁矿石，反应后固体物质的X—射线衍射谱图如图所示（X—射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐，该反应的离子方程式为 。
⑷某催化剂样品（含Ni2O340%，其余为SiO2）通过还原、提纯两步获得镍单质：首先用CO将33.2 g样品在加热条件下还原为粗镍；然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)4（沸点43 ℃），并在180 ℃时使Ni(CO)4重新分解产生镍单质。
上述两步中消耗CO的物质的量之比为 。
⑸为安全起见，工业生产中需对空气中的CO进行监测。
①粉红色的PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO。若空气中含CO，则溶液中会产生黑色的Pd沉淀。每生成5.3gPd沉淀，反应转移电子数为 。
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量，其结构如图所示。这种传感器利用原电池原理，则该电池的负极反应式为 。
⑴(2a+b)/3
⑵①HCHO
②升高温度，降低压强
⑶FeAl2O4+8H+＝Fe2++2Al3++4H2O
⑷3:8
⑸①0.1mol（或0.1NA）
②CO+H2O－2e－＝CO2+2H+
（每空2分，共14分）
解析试题分析：（1）方程式（①×2+②）÷3得到3CO(g)＋Fe2O3(s)＝3CO2(g)＋2Fe(s)，△H也是；（2）从第一张图可以得出甲醇失去氢气得到X，应该生成甲醛HCHO；从第二步反应看升高温度、减少压强平衡正向移动，转化率提高；（3）“混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐”确定反应产物含有FeAl2O4，与盐酸反应产物为氯化亚铁和氯化铝；（4）两步反应式为3CO＋Ni2O3＝3CO2＋2 Ni，Ni + 4CO =Ni(CO)4，生成1mol Ni消耗3/2molCO，第二步消耗4molCO，所以两步中消耗CO的物质的量之比为3:8；（5）转移的电子数为5.3÷106×2=0.1mol；电池的负极为CO失去电子转化为CO2。
考点：考查化学原理综合有关问题。
名校课堂系列答案甲烷和氨在国民经济中占有重要地位。
（1）制备合成氨原料气H2，可用甲烷蒸汽转化法，主要转化反应如下：
CH4(g) + H2O(g) 
CO(g) + 3H2(g) ΔH =" +206.2" kJ/mol
CH4(g) + 2H2O(g) CO2(g) +4H2(g) ΔH = +165.0kJ/mol
上述反应所得原料气中的CO能使氨合成催化剂中毒，必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2，同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应，该反应的热化学方程式是 。
（2）工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2]，反应的化学方程式为：2NH3 (g)+ CO2 (g) 
CO(NH2)2 (l) + H2O (l)，该反应的平衡常数和温度关系如下：
| T / ℃ | 165 | 175 | 185 | 195 |
| K | 111.9 | 74.1 | 50.6 | 34.8 |
① 反应热ΔH（填“＞”、“＜”或“＝”）_______0。
② 在一定温度和压强下，若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比（氨碳比）
，下图是氨碳比（x）与CO2平衡转化率（α）的关系。求图中的B点处，NH3的平衡转化率。
（3）已知甲烷燃料电池的工作原理如下图所示。该电池工作时，a口放出的物质为_________，该电池正极的电极反应式为：____ ，工作一段时间后，当3.2g甲烷完全反应生成CO2时，有 mol 电子发生转移。
某实验小组设计用50 mL 1.0 mol/L盐酸跟50 mL 1.1 mol/L 氢氧化钠溶液在如图装置中进行中和反应。在大烧杯底部垫碎泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题：
（1）本实验中用稍过量的NaOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。试问：盐酸在反应中若因为有放热现象，而造成少量盐酸在反应中挥发，则测得的中和热 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
（2）在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤，若无此操作步骤，则测得的中和热会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
（3）若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应，则测得的中和热会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)，其原因是 。
（4）该实验小组做了三次实验，每次取溶液各50 mL，并记录下原始数据(见下表)。
| 实验序号 | 起始温度t1/℃ | 终止温度(t2)/℃ | 温差(t2－t1)/℃ | ||
| 盐酸 | NaOH溶液 | 平均值 | |||
| 1 | 25.1 | 24.9 | 25.0 | 31.6 | 6.6 |
| 2 | 25.1 | 25.1 | 25.1 | 31.8 | 6.7 |
| 3 | 25.1 | 25.1 | 25.1 | 31.9 | 6.8 |
已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g/cm3，中和后混合液的比热容c＝4.18×10－3kJ/(g·℃)，则该反应的中和热为ΔH＝ 。根据计算结果，写出该中和反应的热化学方程式 。
工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：① 2C（焦炭）＋O2（空气）＝2CO；② Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是
| A．CO过量 | B．CO与铁矿石接触不充分 |
| C．炼铁高炉的高度不够 | D．CO与Fe2O3的反应有一定限度 |
决定化学反应速率的主要因素是
| A．催化剂 | B．参加反应的物质本身的性质 |
| C．反应物的浓度 | D．温度、压强以及反应物的接触面 |
已知X（g）+3Y（g）═ 2Z（g）△H＞0，下列对该反应的说法中正确的是
| A．△S＞0 |
| B．逆向能自发进行，且反应速率和平衡常数均较大 |
| C．反应物总能量大于生成物总能量 |
| D．在任何温度下都不能自发进行 |