题目内容
7．
碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题．（1）消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少PM2.5的排放．已知如下信息：
I．
II．N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H1
2CO（g）+O2（g）?2CO2（g）△H2=-565kJ•mol-1
①△H1=+183kJ•mol-1．
②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，写出反应的热化学方程式2NO（g）+2CO（g）=2CO2（g）+N2（g）△H=-748kJ/mol
（2）电化学气敏传感器法测定汽车尾气．其中CO传感器的工作原理如图所示，则工作电极的反应式为CO-2e-+H2O=CO2+2H+
（3）工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2，分别生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性．相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c（SO32-）较小的是NH4HSO3，用文字和化学用语解释原因HSO3-?H++SO32-，而NH4+水解：NH4++H2O?NH3．H2O+H+，使溶液中c（H+）增大，抑制HSO3-电离，溶液中SO32-浓度减小
（4）T℃时，在 2L恒容密闭容器中，加入Fe3O4、CO各1.0mol，10min反应达到平衡时，容器中CO2的浓度是0.4mol/L．
①能证明该反应达到化学平衡的是c（选填字母）．
a．容器内压强不再变化
b．容器内CO、CO2物质的量比为1：1
c．容器内气体的质量不再变化
d．生成CO2的速率与消耗CO的速率相等
②l0min内，反应的平均反应速率v （CO2）=0.04mol/（L．min）．
③T℃时，该反应的平衡常数K=256．
分析 （1）①反应热=反应物总键能-生成物总键能；
②已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1；①
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-565KJ•mol-1，②
根据盖斯定律，②-①可得：2NO（g）+2NO（g）=2CO2（g）+N2（g）；
（2）由图可知，工作电极上是CO氧化生成二氧化碳，需要有水参加反应，由守恒守恒可知有氢离子生成；
（3）HSO3-电离得到H+、SO32-，而NH4+水解使溶液酸性增强，抑制HSO3-电离；
（4）T℃时，在 2L恒容密闭容器中，加入Fe3O4、CO各1.0mol，10min反应达到平衡时，容器中CO2的浓度是0.4mol/L，则：
Fe3O4（s）+4CO（g）?3Fe（s）+4CO2（g）
起始量（mol/L）：0.5 0
变化量（mol/L）：0.4 0.4
平衡量（mol/L）：0.1 0.4
①a．容器内压强始终保持不变；
b．平衡时容器内CO、CO2物质的量之比与CO的转化率有关；
c．随反应进行，容器内气体的质量增大，容器内气体的质量不再变化说明到达平衡；
d．生成CO2的速率与消耗CO的速率均为正反应速率，速率始终相等；
②根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v （CO2）；
③平衡常数K=$\frac{{c}^{4}（C{O}_{2}）}{{c}^{4}（CO）}$，代入浓度计算．
解答 解：（1）①反应热=反应物总键能-生成物总键能，则△H1=945kJ/mol+498kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，
故答案为：+183kJ/mol；
②已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1=+183kJ/mol ①
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-565KJ•mol-1 ②
根据盖斯定律，②-①可得：2NO（g）+2CO（g）=2CO2（g）+N2（g）△H=-748kJ/mol，
故答案为：2NO（g）+2CO（g）=2CO2（g）+N2（g）△H=-748kJ/mol；
（2）由图可知，工作电极上是CO氧化生成二氧化碳，需要有水参加反应，由守恒守恒可知有氢离子生成，电极反应式为：CO-2e-+H2O=CO2+2H+，
故答案为：CO-2e-+H2O=CO2+2H+；
（3）HSO3-?H++SO32-，而NH4+水解：NH4++H2O?NH3．H2O+H+，使溶液中c（H+）增大，抑制HSO3-电离，故NH4HSO3溶液中SO32-浓度较小，
故答案为：NH4HSO3；HSO3-?H++SO32-，而NH4+水解：NH4++H2O?NH3．H2O+H+，使溶液中c（H+）增大，抑制HSO3-电离，溶液中SO32-浓度减小；
（4）T℃时，在 2L恒容密闭容器中，加入Fe3O4、CO各1.0mol，10min反应达到平衡时，容器中CO2的浓度是0.4mol/L，则：
Fe3O4（s）+4CO（g）?3Fe（s）+4CO2（g）
起始量（mol/L）：0.5 0
变化量（mol/L）：0.4 0.4
平衡量（mol/L）：0.1 0.4
①a．反应前后气体的物质的量不变，恒温恒容下容器内压强始终保持不变，故a错误；
b．平衡时容器内CO、CO2物质的量之比与CO的转化率有关，平衡时不一定为1：1，故b错误；
c．随反应进行，容器内气体的质量增大，容器内气体的质量不再变化说明到达平衡，故c正确；
d．生成CO2的速率与消耗CO的速率均为正反应速率，速率始终相等，应是消耗CO2的速率与消耗CO的速率相等时反应到达平衡，故d错误，
故选：c；
②v （CO2）=$\frac{0.4mol/L}{10min}$=0.04mol/（L．min），故答案为：0.04mol/（L．min）；
③平衡常数K=$\frac{{c}^{4}（C{O}_{2}）}{{c}^{4}（CO）}$=$\frac{0．{4}^{4}}{0．{1}^{4}}$=256，故答案为：256．
点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、反应热计算、热化学方程式书写、盐类水解、电解原理等，是对学生综合能力的考查，难度中等．
| A． | 常温下，浓度均为0.2mol•L-1的NaHCO3和Na2CO3溶液中，都存在电离平衡和水解平衡，分别加入NaOH固体恢复到原来的温度，c（CO32- ）均增大 | |
| B． | 已知乙酸（HA）的酸性比甲酸（HB）弱，在物质的量浓度均为0.1 mol•L-1的NaA和NaB混合溶液中，c（Na+）＞c（B-）＞c（A-）＞c（ OH-）＞c（HA）＞c（HB）＞c（H+） | |
| C． | pH相同的CH3COONa溶液、C6H5ONa溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液，其浓度：c（CH3COONa）＞c（C6H5ONa）＞c（ Na2CO3）＞c（NaOH） | |
| D． | 一定温度下，pH相同的溶液，由水电离产生的c（H+）相同 |
纳米碳酸钙有广泛的应用前景．用下图所示装置，在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2可制得纳米级碳酸钙．D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉，图中夹持装置已略去．
；2-丙醇：
．
I．已知反应Fe2O3（s）+CO（g）?Fe（s）+CO2（g）△H=-23.5kJ•mol-1，该反应在1000℃的平衡常数等于4．在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，应经过l0min后达到平衡．
（1）CO的平衡转化率=60%
（2）欲提高CO的平衡转化率，促进Fe2O3的转化，可采取的措施是d．
a．提高反应温度
b．增大反应体系的压强
c．选取合适的催化剂
d．及时吸收或移出部分CO2
e．粉碎矿石，使其与平衡混合气体充分接触
Ⅱ．高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下和H2反应制备甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．请根据图示回答下列问题：
（3）从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示平均反应速率v（H2）=0.15mol/（L•min）．
（4）已知氢气的燃烧热286kJ/mol，请写出甲醇气体不充分燃烧的热化学方程式CH3OH（g）+O2（g）=2H2O（l）+CO（g）△H=-481kJ/mol．
（5）若在温度和容器相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡吋的有关数据如下表：
| 容器 | 反应物投入的量 | 反应物的 转化率 | CH3OH的浓度 | 能量变化 （Q1、Q2、Q3均大于0） |
| 甲 | 1mol CO和2mol H2 | α1 | c1 | 放出Q1kJ热量 |
| 乙 | 1mol CH3OH | α2 | c2 | 吸收Q2kJ热量 |
| 丙 | 2mol CO和4mol H2 | α3 | c3 | 放出Q3kJ热量 |
A．c1=c2B.2Q1=Q3C.2α1=α3D．α1+α2=1E．该反应若生成1mol CH3OH，则放出（Q1+Q2）kJ热量
Ⅲ．以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图．回答下列问题：
（6）B极上的电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O．
（7）若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为1.12L（标况下）．
| A． | 0.1 mol•L-l | B． | 0.2 mol•L-l | C． | 0.3 mol•L-l | D． | 0.4 mol•L-l |