题目内容

（10分）铬是人体必需元素，如含量不足会影响糖类和脂类的代谢，过高则会引起急性中毒。有关含铬化合物的相互转化关系如下

回答下列问题：
（1）上述反应中需用氧化剂的是      (填编号)。
（2）工业上处理含Cr2O72-的废水时，一般将剧毒的Cr2O72-转化为Cr3+,以碳为阴极，铁作阳极，电解处理含NaCl、Cr2O72-的酸性废水。写出电极反应和溶液中进行的反应的离子方程式:
阳极　　　　　　　　　　　　　　　　　 阴极　　　　　　　　　　　　　　　　　
溶液中　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）反应⑤是可逆反应，在Na2CrO4溶液中加入稀硫酸，溶液由黄色逐渐变成橙色，写出该反应的离子方程式                                            。
(1)  4  8   
(2 )2H++2e-=H2↑   Fe-2e-=Fe2+   Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ +6Fe3++7H2O
(3)2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O
本题考查了氧化还原反应、离子反应及电化学的相关知识；
（1）根据铬的化合价可知，化合价升高的反应必然是由外界提供氧化剂
（2）阳极铁要失电子 Fe-2e-=Fe2+，再根据离子的放电顺序知道H+在阴极放电2H++2e-=H2↑ ；
Fe2+的产生提供了还原剂，被Cr2O72-氧化：Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ +6Fe3++7H2O
（3）主要考查离子方程式的书写与配平
练习册系列答案
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（10分）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO(g)+ 2H2(g)  CH3OH(g)  △H1＝－116 kJ·mol-1
（1）下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是_____________。
A．随时将CH3OH与反应混合物分离
B．降低反应温度
C．增大体系压强
D．使用高效催化剂
（2）乙醇燃料电池具有很高的实用价值。下图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。则该电池的负极反应式为           。

（3）已知：CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g)；△H2＝－283 kJ·mol-1 
H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(g)  △H3＝－242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为
                                                                   
（4）在容积为2L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为2mol）与CO平衡转化率的关系。请回答：

①在上述三种温度中，曲线Z对应是        。
②利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) 的平衡常数K =                  。
(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇的一种反应原理为：2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g)  △H=—256.1kJ·mol—1。
已知：H2O(l)=H2O(g)  △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  △H=—41.2kJ·mol—1
⑴以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇，其热化学方程式如下：
2CO2(g)+6H2(g)  CH3CH2OH(g)+3H2O(l)  △H=     。
⑵CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：
温度/℃
800
1000
1200
1400
平衡常数
0.45
1.92
276.5
1771.5
①该反应是_____反应（填“吸热”或“放热”）；
②T℃时，向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g)，平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1，该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K=     。
⑶汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。

①若不使用CO，温度超过775℃，发现NO的分解率降低，其可能的原因为     ；在n(NO)/n(CO)=1的条件下，应控制的最佳温度在     左右。
②用CxHy（烃）催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式：     。
⑷乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为     。
肼(N2H4)分子它的沸点高l13℃，燃烧热为642 kJ·mol-1，肼与氧气及氢氧化钾溶液还可构成燃电池。已知肼的球棍模型如图所示，下列有关说法正确的是
A．肼分子中所有原子都达到8电子的稳定结构
B．肼-氧气燃料电池，负极的电极反应为：O2 +2H2O+4e-=4OH-
C．肼燃烧的热化学方程式为：N2H4(g)+O2(g) = N2(g) +2H2O(g)；△H=-642 kJ·mol-1
D．肼沸点高达l13℃，可推测肼分子间可形成氢键
下列图示与对应的叙述相符的是（      ）
A．图5可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率的变化
B．图6可以表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化
C．图7可以表示向明矾溶液中滴加氢氧化钠溶液产生沉淀量的变化
D．图8可以表示足量锌粉与稀硫酸反应，加少量CuSO4固体产生H2的变化
（14分）碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
（1）用CO2 和H2 合成CH3OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机。已知： + =  + 2△H = －725.5 kJ·mol－1
2H2 (g)+O2(g) = 2H2O(l) △H = －565.6 kJ·mol－1，
请写出工业上用CO2 和H2 合成CH3OH(l)的热化学方程式：                 ；
（2）一种新型燃料电池，一极通入空气，一极通入CH3OH(g)，电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。则在该熔融电解质中，O2－向  （填“正”或“负”)极移动，电池负极电极反应为：            　　　     ；
（3）如图是一个电化学装置示意图。用CH3OH－空气燃料电池做此装置的电源。如果A是铂电极，B是石墨电极，C是CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入8 g CuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度和pH．则电解过程中收集到标准状况下的气体体积为       ；

（4）常温下0.01 mol·L－1的氨水中 = 1×10－ 6 ，则该溶液的pH为____，溶液中的溶质电离出的阳离子浓度约为    ；将 pH = 4的盐酸溶液V1 L与 0.01 mol·L－1氨水V2 L混合，若混合溶液pH = 7，则V1和V2的关系为：V1       V2（填“>”、“<”或“=”）。
(10分)甲醇合成反应为：CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g)
工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：
(1)制备合成气：CH4+H2O（g） CO+3H2。为解决合成气中H2过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO2：CO3+H2=CO+H2O。为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为____________________________________。
(2)合成甲醇：①反应过程中物质能量变化如右图所示。写出合成甲醇的热化学方程式__________________。

实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验。将lmolCO和2molH2通人容器中，分别恒温在300℃和500℃反应，每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下：
(表中数据单位：mol·L—1)
②300℃时反应开始10分钟内，H2的平均反应速率为__________。
③500℃时平衡常数K的数值为___________。
④300℃时，将容器的容积压缩到原来的1／2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系 产生的影响是__________(填字母)。
a.c(H2)减小            b．正反应速率加快，逆反应速率减慢
c.CH3OH的物质的量增加   d．重新平衡时c(H2)／c(CH3OH)减小
关于下列四个图像的说法中正确的是
A．图①表示可逆反应CO(g)+H20(g)5C02 (g)+H2 (g)△H>0
B．图②表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)影响，乙的压强大
C．图③表示有无催化剂化学反应中能量变化
D．图④表示C02通人饱和碳酸钠溶液中，溶液导电性变化
将质量相等的A、B、C三种金属，同时分别放入三份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中，反应生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。根据图中所提供的信息，得出的结论正确的是(已知：A、B、C在生成物中均为+2价)：
A．放出H2的质量是C＞B＞A
B．金属活动性顺序是A＞B＞C
C．反应速率最大的是A
D．相对原子质量是C＞B＞A

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