题目内容

(16分)碳、氮、硫、氯是四种重要的非金属元素。
（1）CH4(g)在O2(g)中燃烧生成CO(g)和H2O(g)的△H难以直接测量，原因是              。
已知：a．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)   △H =-566．0 kJ·mol-1
b．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)  △H =-890．0 kJ·mol-1
则CH4(g)在O2(g)中燃烧生成CO(g)和H2O(g)的热化学方程式为                                    。
（2）工业上合成氨气的反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。现将10 mol N2和26 mol H2置于容积可变的密闭容器中，N2的平衡转化率()与体系总压强(P)、温度(T)的关系如图所示。回答下列问题：

①反应达到平衡状态B时，容器的容积10 L，则T1时，合成氨反应的平衡常数K=       L2·mol-1。
②平衡状态由A变到C时，对应的平衡常数K(A)   K(C)(填“>”、“<”或“=”)。
（3）在25℃时，HSCN、HClO、H2CO3的电离常数如下表：
HClO
HSCN
H2CO3
K=3.210-8
K=0.13
Kl=4.210-7
K2=5.610-11
 
①1 mol·L-1的KSCN溶液中，所有离子的浓度由大到小的顺序为     >     >     >          。
②向Na2CO3溶液中加入过量HClO溶液，反应的化学方程式为            。
③25℃时，为证明HClO为弱酸，某学习小组的同学没计了以下三种实验方案。下列三种方案中，你认为能够达到实验目的的是   (填下列各项中序号)。
a．用pH计测量0．1 mol·L-1NaClO溶液的pH，若测得pH>7，可证明HClO为弱酸
b．用pH试纸测量0．01 mol·L-1HClO溶液的pH，若测得pH>2，可证明HClO为弱酸
c、用仪器测量浓度均为0．1 mol·L-1的HClO溶液和盐酸的导电性，若测得HClO溶液的导电性弱于盐酸，可证明HClO为弱酸
（1）（5分）难以控制反应只生成CO(g)（2分，体现反应难以控制即可）
2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(g) ?H=—1214.0kJ?mol?1（3分）
（2）（4分）①0.025（2分）② > （2分）
（3）（7分）① c(K+)>C(SCN?)>c(OH?)>c(H+)（2分，不单独计分）
②Na2CO3 + HClO = NaHCO3 +NaClO（3分）
③ac（2分）

试题分析：（1）CH4燃烧容易生成CO2，难以控制反应只生成CO(g)；首先写出CH4与O2反应生成CO和H2O的化学方程式，并注明状态，然后根据盖斯定律求出焓变：?H=—?H1+2?H2=—1214.0kJ?mol?1，进而可写出热化学方程式。
（2）①反应达到平衡状态B时，N2的转化率为20%，根据三段式进行计算
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始物质的量（mol）  10     26          0
转化物质的量（mol）   2     6           4
平衡物质的量（mol）   8     20          4
则平衡常数为：K=(0.4mol?L?1)2÷[0.8mol/L×(2mol?L?1)3]=0.025 L2·mol-1。
②B点N2转化率大于C点，说明B点平衡常数大于C点平衡常数，A点与B点温度相同，则平衡常数相同，所以K(A)  >  K(C)
（3）①KSCN为弱酸强碱盐，SCN?水解使溶液呈碱性，所以离子浓度由大到小的顺序为：c(K+)>C(SCN?)>c(OH?)>c(H+)
②因为K1(H2CO3)>K(HClO)>K2(H2CO3)，所以HClO与Na2CO3反应生成NaClO和NaHCO3，化学方程式为：Na2CO3 + HClO = NaHCO3 +NaClO
③a、用pH计可以测量0．1 mol·L-1NaClO溶液的pH，若测得pH>7，说明NaClO水解显碱性，可证明HClO为弱酸，正确；b、因为HClO具有漂白性，无法用pH试纸测量0．01 mol·L-1HClO溶液的pH，错误；c、因为HClO和盐酸浓度相同，所以若测得HClO溶液的导电性弱于盐酸，可证明HClO为弱酸，正确。
练习册系列答案
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燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等气体，常用下列方法处理，以实现节能减排、废物利用等。

（1）对燃煤废气进行脱硝处理时，常利用甲烷催化还原氮氧化物：
①CH4 (g)＋4NO2(g)==4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－570 kJ·mol－1
②CH4(g)＋4NO(g)="=2" N2(g) ＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1160 kJ·mol－1
则CH4 (g)＋2NO2(g)="=" N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  ΔH＝___________。
（2）将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下图：
①此反应为         (填“放热”、“吸热”)；若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②若用甲醚作为燃料电池的原料，请写出在碱性介质中电池正极的电极反应式_______________________。
③在a MPa和一定温度下，将6 mol H2和2 mol CO2在2 L密闭容器中混合，当该反应达到平衡时，测得平衡混合气中CH3OCH3的体积分数约为16.7%(即1/6)，此时CO2的转化率是多少？（计算结果保留2位有效数字)
④在a MPa和500K下，将10mol H2和5 mol CO2在2 L密闭容器中混合，5min达到平衡，请在答题卡的坐标图中画出H2浓度变化图。(请标出相应的数据)
已知2Zn(s)＋O2(g)=2ZnO(s)ΔH＝－701.0 kJ·mol－1
2Hg(l)＋O2(g)2HgO(s)ΔH＝－181.6 kJ·mol－1
则反应Zn(s)＋HgO(s)=ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为(　　)
A．＋519.4 kJ·mol－1　　　　B．＋259.7 kJ·mol－1
C．－259.7 kJ·mol－1D．－519.4 kJ·mol－1
把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径Ⅰ　C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1<0①
途径Ⅱ　先制成水煤气:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH2>0②
再燃烧水煤气:
2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH3<0③
2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH4<0④
请回答下列问题:
(1)途径Ⅰ放出的热量理论上　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。 
(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是　。 
(3)已知:①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1="-393.5" kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH2="-566" kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(s)+O2(g)　ΔH3="+141" kJ·mol-1
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=　　　　。 
(4)已知下列各组热化学方程式
①Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH1="-25" kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH2="-47" kJ·mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)　ΔH3="+640" kJ·mol-1
请写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe和CO2(g)的热化学方程式　______________________。 
化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是(　　)
A．N2(g)+3H2(g)2NH3(l)　ΔH=2(a-b-c)kJ·mol-1
B．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=2(b-a)kJ·mol-1
C．N2(g)+H2(g)NH3(l)　ΔH=(b+c-a)kJ·mol-1
D．N2(g)+H2(g)NH3(g)　ΔH=(a+b)kJ·mol-1
(1)宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2＋O2=2H2O，试写出电解质溶液若为盐酸时的正极反应式：______________。
(2)已知4 g甲烷气体充分燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时，放出Q kJ的热量。写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式：______________________。
(3)已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝－Q1 kJ/mol
②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH＝－Q2 kJ/mol
③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH＝－Q3 kJ/mol
利用盖斯定律计算：FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)的焓变ΔH＝________。
100 g炭粉燃烧所得气体中，CO占、CO2占，且C(s)＋O2(g)=CO(g)　ΔH＝－110.35 kJ·mol－1，CO(g)＋ O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－282.57 kJ·mol－1，与这些炭粉完全燃烧相比损失的热量是    (　　)。
A．784.92 kJ B．2 489.44 kJC．1 569.83 kJ D．3 274.3 kJ
研究SO2、CO等大气污染物的处理与利用具有重大意义。
Ⅰ.利用钠碱循环法可脱除烟气中SO2，该法用Na2SO3溶液作为吸收剂，吸收过程pH随n（SO）?n（HSO3-）变化关系如下表：
n（SO32-）?n（HSO3-）
91:9
1:1
9:91
pH
8.2
7.2
6.2
（1）由上表判断NaHSO3水溶液显   __性，原因是   __。
（2）当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是   __。
a．c（Na＋）＝2c（SO32-）＋c（HSO3-）
b．c（Na＋）＞c（HSO3-）＞＞c（SO32-）＞c（H＋）＝c（OH－）
c．c（Na＋）＋c（H＋）＝c（HSO3-）＋c（SO32-）＋c（OH－）
（3）若某溶液中含3 mol Na2SO3，逐滴滴入一定量稀HCl，恰好使溶液中Cl－与HSO3-物质的量之比为2?1，则滴入盐酸中n（HCl）为   __mol。
Ⅱ.CO可用于合成甲醇，反应原理为
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。
（4）在容积为2 L的密闭容器中通入0.2 mol CO,0.4 mol H2，达到平衡时，CO转化率为50%，则该温度下的平衡常数为   __，再加入1.0 mol CO后，重新达到平衡，CO的转化率   __（填“填大”“不变”或“减小”）；平衡体系中CH3OH的体积分数   __（填“增大”“不变”或“减小”）。
（5）已知CH3OH（g）＋H2O（g）=CO2（g）＋3H2（g）；
H2（g）＋O2（g）=H2O（g）　ΔH＝－241.8 kJ/mol。
有关键能数据如下：（单位：kJ/mol）
化学键
H—H
H—O
C—H
C—O
C=O
键能
435
463
413
356
745
 
写出甲醇气体完全燃烧生成气态水的热化学方程式：   __。
有效利用现有资源是解决能源问题的一种实际途径。发展“碳一化学”，开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料，经“碳一化学”途径制取乙二醇的过程：

（1）该过程中产生的的CO可继续与水蒸气发生可逆反应得到CO2和H2，此反应的平衡常数表达式K＝_____________。
（2）CH3OH（l）气化时吸收的热量为27kJ／mol，CH3OH（g）的燃烧热为677kJ／mol，请写出CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式_____________。
（3）“催化还原”反应制乙二醇原理如下： CH3OOC—COOCH3（g）＋4H2（g）HOCH2－CH2OH（g）＋2CH3OH（g） △H＝－34kJ／mol
为探究实际生产的最佳条件，某科研小组进行了多方面研究。如图表示乙二醇达到平衡时的产率随原料投料比[n（氢气）／n（草酸二甲酯）]和压强的变化关系，其中三条曲线分别表示体系压强为1.5MPa、2．5MPa、3．5MPa的情况，则曲线丙对应的压强是P（丙）＝_____________。

（4）草酸二甲酯水解产物草酸（H2C2O4）为二元中强酸①草酸氢钾溶液中存 在如下平衡： H2OH＋＋OH－、HC2O4-H＋＋C2O42-和____________。
②向0．1mol／L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性，此时溶液中各粒子浓度关系正确的是__________（填序号）。
A．c（K＋）＋c（Na＋）＝c（HC2O4-）＋c（C2O42-）
B．c（K＋）＝c（HC2O4-）＋c（H2C2O4）＋c（C2O42-）
C．c（Na＋）＝c（H2C2O4）＋c（C2O42-）
D．c（K＋）＞c（Na＋）
（5）以甲醇为原料，使用酸性电解质构成燃料电池，该燃料电池的负极反应式为_____________；若以甲烷代替该燃料电池中的甲醇，向外界提供相等电量，则每代替3.2g甲醇，所需标准状况下的甲烷的体积为____________L。

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