题目内容

写出下列反应的化学方程式：
（1）过氧化钠与二氧化碳：
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
．
（2）二氧化硫与氧气：
2SO2+O2
 V2O5 
.
△
2SO3
2SO2+O2
 V2O5 
.
△
2SO3
．
（3）铜与浓硫酸：
（标出电子转移的方向和数目）．
分析：（1）过氧化钠可以和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气；
（2）二氧化硫加热并在有V2O5作催化剂的条件下可以与氧气发生反应生成三氧化硫；
（3）铜和热的浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，铜的化合价升高2价失去两个电子，硫酸中硫的化合价降低2价得到两个电子．
解答：解：（1）过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，即2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，
故答案为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2； 
（2）二氧化硫加热并在有V2O5作催化剂的条件下可以与氧气发生反应生成三氧化硫，反应的方程式是：2SO2+O2
 V2O5 
.
△
2SO3，
故答为：2SO2+O2
 V2O5 
.
△
2SO3；
（3）铜和热的浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，铜的化合价升高2价失去两个电子，硫酸中硫的化合价降低2价得到两个电子，则，故答案为：．
点评：本题主要考查了化学方程式的书写，难度不大，根据课本知识即可完成．
练习册系列答案
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臭氧可用于净化空气、饮用水的消毒、处理工业废物和作氧化剂.

（1）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如:6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s)? ΔH=-235.8kJ/mol.已知2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g)? ΔH=+62.2kJ/mol,则常温下反应: 2O3(g)=3O2(g)的ΔH=?????????????????????? .

（2）科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生,电极反应式为3H2O-6e-=O3↑+6H+,阴极附近溶解在水中的氧气生成过氧化氢,其电极反应式为???????????????????? 。

（3）O3在碱性条件下可将Na2SO4氧化成Na2S2O8。写出该反应的化学方程式为：????????????????????????

???????????

（4）所得的Na2S2O8溶液可降解有机污染物4-CP。原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基（SO4-·）。通过测定4-CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生SO4-·的量。某研究小组设计实验探究了溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生SO4-·的影响。

①溶液酸碱性的影响：其他条件相同，将4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中，结果如图a所示。由此可知：溶液酸性增强，???????????????? （填 “有利于”或“不利于”）Na2S2O8产生SO4-·。

②Fe2+浓度的影响：相同条件下，将不同浓度的FeSO4溶液分别加入c(4-CP)=1.56×10-4 mol·L－1、c(Na2S2O8)=3.12×10-3 mol·L－1的混合溶液中。反应240 min后测得实验结果如图b所示。已知 S2O82­- + Fe2+= SO4-·+ SO42- + Fe3+。则由图示可知下列说法正确的是：_________________（填序号）

A.反应开始一段时间内， 4-CP降解率随Fe2+浓度的增大而增大，其原因是Fe2+能使Na2S2O8产生更多的SO4-·。

B.Fe2+是4-CP降解反应的催化剂

C.当c(Fe2+)过大时，4-CP降解率反而下降，原因可能是Fe2+会与SO4—．发生反应，消耗部分SO4—．。

D.4-CP降解率反而下降，原因可能是生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强，不利于降解反应的进行。

③当c(Fe2+)＝3.2 ×10-3 mol·L－1时，4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为??????????????? 。

 

(14分)2014年10月初，雾霾天气多次肆虐河北、天津、北京等地区。其中，燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。

（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g)。△H＜0

①该反应的平衡常数表达式                                                            。

②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                                    （填代号）。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

已知：CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)  △H＝－867 kJ/mol

2NO2(g)N2O4(g)   △H＝－56.9 kJ/mol

H2O(g) ＝ H2O(l)   ΔH ＝ －44.0 kJ／mol

写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式：                             。

（3）在一定条件下，也可以用NH3处理NOx。已知NO与NH3发生反应生成N2和H2O，现有NO和NH3的混合物1mol，充分反应后得到的还原产物比氧化产物多1.4 g，则原反应混合物中NO的物质的量可能是_____________。

（4）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。则2 molCH4与足量H2O（g）反应最多可生成_______mol H2，写出该反应的化学方程式_________________________________________________。

 (5)上述方法制得的H2可以和CO在一定条件下合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3）及许多烃类物质。当两者以物质的量1:1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是                      。

a.汽油        b.甲醇            c.甲醛            d.乙酸

 

（15分）纳米级Cu2 O 粉末,由于量子尺寸效应,其具有特殊的光学、电学及光电化学性质,在太阳电池、传感器、超导体、制氢和电致变色、环境中处理有机污染物等方面有着潜在的应用。

Ⅰ．纳米氧化亚铜的制备

（1）四种制取Cu2O的方法如下：

①火法还原。用炭粉在高温条件下还原CuO；

②最新实验研究用肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O，同时放出N2。

已知：N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)    △H=-a kJ/mol

Cu(OH)2(s)CuO(s)+H2O(l)   △H=b kJ/mol

4CuO(s)2Cu2O(s)+O2(g)       △H=c kJ/mol

则该方法制备Cu2O的热化学方程式为                                              。

③工业中主要采用电解法：用铜和钛作电极，电解氯化钠和氢氧化钠的混合溶液，电解总方程式为：2Cu+H2OCu2O+H2↑，则阳极反应式为：                                。

④还可采用Na2SO3还原CuSO4法：将Na2SO3 和CuSO4加入溶解槽中，制成一定浓度的溶液，通入蒸气加热，于100℃~104℃间反应即可制得。写出该反应的化学方程式：                。

Ⅱ．纳米氧化亚铜的应用

（2）用制得的Cu2O进行催化分解水的实验

①一定温度下，在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入10. 0 mol水蒸气，发生反应：

2H2O(g) 2H2(g)＋O2(g)  △H＝＋484 kJ·mol－1

T1温度下不同时段产生O2的量见下表：

时间/min

20

40

60

80

n(O2)/mol

1.0

1.6

2.0

2.0

前20 min的反应速率 v(H2O)＝                        ；该该温度下，反应的平衡常数的表达式K＝              ；若T2温度下K＝0.4，T1          T2（填>、<、=）

②右图表示在t1时刻达到平衡后，只改变一个条件又达到平衡的不同时段内，H2的浓度随时间变化的情况，则t1时平衡的移动方向为       ，t2时改变的条件可能为               ；若以K1、K2、K3分别表示t1时刻起改变条件的三个时间段内的平衡常数，t3时刻没有加入或减少体系中的任何物质，则K1、K2、K3的关系为                 ；

③用以上四种方法制得的Cu2O在其它条件相同下分别对水催化分解，产生氢气的速率v随时间t变化如图所示。下列叙述正确的是           。

A．方法③、④制得的Cu2O催化效率相对较高

B．方法④制得的Cu2O作催化剂时，水的平衡转化率最高

C．催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有

D．Cu2O催化水分解时，需要适宜的温度

 
图中的物质均是中学化学中常见的物质，甲、乙 均是离子化合物，且阴、阳离子个数比均为1：1。甲是发酵粉的主要成分，乙是一种常用的化肥。B、D在常温常压下是气体。请回答下列问题
(1)甲的俗名是________。
(2)向A、D物质的水溶液中分别滴入酚酞试液后，溶液均显红色，说明溶液均显________（填“酸”或 “碱”）性，其原理是否相同？____（填“相同” 或“不相同”），请用必要的文字加以解释并写出离 子方程式：_____________________
(3)向饱和氯化钠溶液中通入气体D至饱和后，再通入足量的气体B可制得物质甲，写出该反应的化学方 程式：________________。
科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。
I．四种制取Cu2O的方法：
(1)火还原法：用炭粉在高温条件下还原CuO。
(2)用葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]还原新制的Cu(OH)2，写出该反应的化学方程式：___。
(3)电解法：反应为2Cu +H2OCu2O+H2↑，则阳极产物是___。
(4)最新研究表明用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O，同时放出N2。该方法的化学方程式为___ 。
Ⅱ，用制得的Cu2O进行催化分解水的实验。
(1)一定温度下，向2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10 mol水蒸气，发生反应：
2H2O(g) 2H2(g)+ O2(g) △H=+484 kJ．mol-1，不同时间内产生O2的量如下表：
计算前20 min的反应速率v(H2O)=___；达到平衡时，至少需要吸收___kJ的光能。
(2)用以上四种方法制得的Cu2O在某相同条件下分别对水催化分解，产生氢气的速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示，下列叙述正确的是___（填序号）。
A．c、d曲线对应方法制得的Cu2O的催化效率相对较高
B．d曲线对应方法制得的Cu2O作催化剂时，水的转化率最高
C．催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有关
D．Cu2O催化水分解时，需要适宜的温度

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