题目内容

（1）已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH＝－571.6 kJ/mol，
CO（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）ΔH＝－283.0 kJ/mol。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为___________。
（2）以甲醇、空气，氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极，可构成燃料电池；已知该燃料电池的总反应式是：2CH3OH +3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，该燃料电池发生反应时，正极区溶液的PH__________ (填“增大”， “减小” 或“不变”)该电池的负极反应式为_________________。
（3） 用上述燃料电池进行粗铜的精炼，粗铜应连接电源的________极，该粗铜精炼电解池的阴极反应式为_________________。
（1）1：1......2分
（2）增大….1分  CH3OH -6e－＋8OH-（1）＝CO32-＋6H2O ....2分
（3）正…..1分。  Cu2+ + 2e- =Cu….2分

试题分析：解：水的物质的量为=0.2mol，由2H2+O2═2H2O可知，n（H2）=n（H2O）=0.2mol，由2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ?mol-1可知，0.2molH2燃烧放出的热量为57.16KJ，则CO燃烧放出的热量为113.74KJ-57.16KJ=56.58KJ，设混合气体中CO的物质的量为x，则
CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H=-283kJ?mol-1
1                         283KJ
X                         56.58KJ

解得x=0.2mol，即n（CO）=0.20mol，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为1:1.（2）以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池，正极反应为：3O2+12H2O+12e-=12OH-，总反应式为：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，两式相减，负极反应为：2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O，（3）和电源的正极相连的电极是阳极，电解方法精炼粗铜，电解池的阳极材料是粗铜，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+
练习册系列答案
相关题目
氢氧两种元素形成的常见物质有H2O与H2O2，在一定条件下均可分解。
（1）已知：
化学键
断开1mol化学键所需的能量（kJ）
H—H
436
O—H
463
O=O
498
①H2O的电子式是       。
②H2O（g）分解的热化学方程式是       。
③11.2 L（标准状况）的H2完全燃烧，生成气态水，放出       kJ的热量。
（2）某同学以H2O2分解为例，探究浓度与溶液酸碱性对反应速率的影响。常温下，按照如表所示的方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
a
50 mL 5% H2O2溶液
 
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
b
50 mL 5% H2O2溶液
少量浓盐酸
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
c
50 mL 5% H2O2溶液
少量浓NaOH溶液
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
d
50 mL 5% H2O2溶液
 
MnO2
①测得实验a、b、c中生成氧气的体积随时间变化的关系如图1所示。
 
图1                              图2
由该图能够得出的实验结论是_________。
②测得实验d在标准状况下放出氧气的体积随时间变化的关系如图2所示。解释反应速率变化的原因：         。
为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知：
2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)   △H＝－566kJ·moL－1
2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)   △H＝－483.6KJ·moL－1
H2O (g)＝H2O(l)         △H＝－44.0KJ·moL－1
（1）氢气的标准燃烧热△H＝           kJ·moL－1
（2）写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式                 
（3）往 1L体积不变的容器中加入1.00mol CO和1.00mol H2O(g)，在t℃时反应并达到平衡，若该反应的化学平衡常数K＝1，则t℃时CO的转化率为       ；反应达到平衡后，升高温度，此时平衡常数将      （填“变大”、“不变”或“变小”），平衡将向        （填“正”或“逆”）方向移动。
（4）在CO和H2O反应转化为绿色能源H2中，为了提高CO的转化率，可采取的措施是        。
A．增大的CO浓度B．增大的H2O(g)浓度C．使用催化剂D．降低温度
（14分）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
（1）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知：
CH4(g)＋H2O(g) ===CO(g)＋3H2(g)        ΔH＝+206.2 kJ/mol
CH4(g)＋CO2(g) ===2CO(g)＋2H2(g)       ΔH＝+247.4 kJ/mol
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为               。
（2）硫铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4，又能制H2。

已知1g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ热量，FeS2燃烧反应的热化学方程式为      。
该循环工艺过程的总反应方程式为      。
（3）电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为               。

（4）用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示)，NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：
NiO(OH)＋MHNi(OH)2＋M
①电池放电时，正极的电极反应式为      。
②充电完成时，Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为      。
（5）Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为           。
铁元素是重要的金属元素，单质铁在工业和生活中使用得最为广泛。铁还有很多重要的化合物及其化学反应。如铁与水反应：3Fe(s)＋4H2O(g)＝Fe3O4(s)＋4H2(g)   △H
(1)上述反应的平衡常数表达式K＝_______。
(2) 已知：①3Fe(s)＋2O2(g)＝Fe3O4(s)  △H1＝－1118.4kJ/mol
②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)  △H2＝－483.8kJ/mol
③2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)  △H3＝－571.8kJ/mol
则△H＝_______。
(3)在t0C时,该反应的平衡常数K＝16，在2L恒温恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。
 
Fe
H2O（g）
Fe3O4
H2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
1.5
1.0
1.0
 
①甲容器中H2O的平衡转化率为_______ (结果保留一位小数)。
②下列说法正确的是_______ (填编号)
A.若容器压强恒定，则反应达到平衡状态
B.若容器内气体密度恒定，则反应达到平衡状态
C.甲容器中H2O的平衡转化率大于乙容器中H2O的平衡转化率
D.增加Fe3O4就能提高H2O的转化率
(4)若将(3)中装置改为恒容绝热(不与外界交换能量)装置，按下表充入起始物质，起始时与平衡后的各物质的量见表：
 
Fe
H2O（g）
Fe3O4
H2
起始/mol
3.0
4.0
0
0
平衡/mol
m
n
p
q
 
若在达平衡后的装置中继续加入A、B、C三种状况下的各物质，见表：
 
Fe
H2O（g）
Fe3O4
H2
A/mol
3.0
4.0
0
0
B/mol
0
0
1
4
C/mol
m
n
p
q
 
当上述可逆反应再一次达到平衡状态后,上述各装置中H2的百分含量按由大到小的顺序排列的关系是
________(用A、B、C表示）。
(5)已知Fe(OH)3的Ksp＝2.79×10－39，而FeCl3溶液总是显示较强的酸性，若某FeCl3溶液的pH为3,则该溶液中c(Fe3+)＝________mol ? L-1 (结果保留3位有效数字)
目前，消除氮氧化物污染有多种方法。
（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574 kJ·mol－1
②CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1160 kJ·mol－1
③H2O(g)＝H2O(l) ΔH＝－44．0 kJ·mol－1
写出CH4 (g)与NO2 (g)反应生成N2 (g) ,CO2(g)和H2O(l)的热化学方程 式_____________________
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T。C)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据   是_______
A．容器内CO2的浓度保持不变
B．v正（N2）="2" v正（NO）
C．容器内压强保持不变  
D．混合气体的密度保持不变
E．混合气体的平均相对分子质量保持不变
②在T。C时．该反应的平衡常数为_______(保留两位小数)；
③在30  min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是_______
（3）科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为：
2CO＋2NON2＋2CO2 ΔH<0研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率．为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反 应速率的影响规律、某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。
 
①上表中:a=_______,b=________,e=________
②请在给出的坐标图中，画出上表中实验II和实验III条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明相应的实验编号
 
电离平衡常数（用Ka表示)的大小可以判断电解质的相对强弱。25℃时，有关物质的电离平衡常数如下表所示：
化学式
HF
H2CO3
HClO
电离平衡常数
（Ka）
7.2×10-4
K1=4.4×10-7
K2=4.7×10-11
3.0×10-8
 
（1）已知25℃时，①HF(aq)+OH—(aq)＝F—(aq)+H2O(l)  ΔH＝－67.7kJ/mol，
②H+(aq)+OH—(aq)＝H2O(l)        ΔH＝－57.3kJ/mol，
氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为________________________。
（2）将浓度为0.1 mol/LHF溶液加水稀释一倍（假设温度不变），下列各量增大的是____。
A．c(H+)       B．c(H+)·c(OH—)     C．   D．
（3）25℃时，在20mL0.1mol/L氢氟酸中加入VmL0.1mol/LNaOH溶液，测得混合溶液的pH变化曲线如图所示，下列说法正确的是_____。

A．pH＝3的HF溶液和pH＝11的NaF溶液中， 由水电离出的c(H+)相等
B．①点时pH＝6，此时溶液中，c(F—)－c(Na+)＝9.9×10-7mol/L
C．②点时，溶液中的c(F—)＝c(Na+)
D．③点时V＝20mL，此时溶液中c(F—)< c(Na+)＝0.1mol/L
（4）物质的量浓度均为0.1mol/L的下列四种溶液： ① Na2CO3溶液 ② NaHCO3溶液③ NaF溶液 ④NaClO溶液。依据数据判断pH由大到小的顺序是______________。
（5）Na2CO3溶液显碱性是因为CO32—水解的缘故，请设计简单的实验事实证明之
___________________________________________________________。
（6）长期以来，一直认为氟的含氧酸不存在。1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO，其结构式为H—O—F。HFO与水反应得到HF和化合物A，每生成1molHF转移     mol电子。
短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。A是周期表中原子半径最小的元素，B原子的价电子数等于该元素最低化合价的绝对值，C与D能形成D2C和D2C2两种化合物，而D是同周期中金属性最强的元素，E的负一价离子与C和A形成的某种化合物分子含有相同的电子数。
（1）A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为              。
（2）已知：①E－E→2E·；△H＝＋a kJ·mol-1 
② 2A·→A－A；△H=－b kJ·mol-1 
③E·＋A·→A－E；△H=－c kJ·mol-1（“·”表示形成共价键所提供的电子） 
写出298K时，A2与E2反应的热化学方程式                                   。
（3）在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2A2（g）＋BC（g）X（g）；△H＝－dJ·mol－1（d＞0，X为A、B、C三种元素组成的一种化合物）。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：
实验
甲
乙
丙
初始投料
2 molA2、1 molBC
1 molX
4 molA2、2 molBC
平衡时n（X）
0.5mol
n2
n3
反应的能量变化
放出Q1kJ
吸收Q2kJ
放出Q3kJ
体系的压强
P1
P2
P3
反应物的转化率
α1
α2
α3
 
①在该温度下，假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min，则该时间段内A2的平均反应速率v(A2)       。
②该温度下此反应的平衡常数K的值为          。
③三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是      （填序号）。
A．α1＋α2＝1               B．Q1＋Q2＝d            C．α3＜α1            
D．P3＜2P1＝2P2       E．n2＜n3＜1.0mol           F．Q3＝2Q1
④在其他条件不变的情况下，将甲容器的体系体积压缩到1L，若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为65.5%，请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。
已知反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)，断开1molA2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，断开1molB2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，生成1molAB中的化学键释放的能量为Q3kJ（Q1、Q2、Q3均大于零），则下列说法正确的是                                         （   ）
A．若A2和B2的总能量之和大于生成的2AB的总能量，则反应放热
B．若A2和B2的总能量之和小于生成的2AB的总能量，则反应放热
C．若该反应为放热反应，则Q1＋Q2 < Q3
D．若该反应为吸热反应，则Q1＋Q2 < Q3

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