题目内容

在一只试管中放入几小块镁片，把试管放入盛有25 ℃的饱和石灰水的烧杯中，用胶头滴管滴5 mL盐酸于试管中。试回答下列问题：
（1）实验中产生的现象是________________________________________。
（2）产生上述现象的原因是______________________________________。
（3）写出有关的离子方程式：____________________________________。
（4）由实验推知：MgCl2溶液与H2的总能量________（填“＜”“＞”或“＝”）镁片和盐酸的总能量。

（1）镁片逐渐溶解，有大量气泡产生，烧杯中有固体析出
（2）镁与盐酸反应放出氢气，该反应为放热反应，Ca（OH）2的溶解度随温度的升高而减小，析出固体溶液变浑浊
（3）Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑
（4）＜

解析

练习册系列答案
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碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式。
（1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活。
已知：①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l） △H=" —1214" kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=" —566" kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式                                          。
（2） 将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。其负极电极反应式是：                             。
（3）某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置（如下图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是      （填序号）

A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是：2H+ + 2e－= H2↑
（4）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积
为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：

实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
CO2
1
650
2
4
1．6
5
2
900
1
2
0．4
3
3
900
1
2
0．4
1
 
①实验1中，以v (H2)表示的平均反应速率为              。
②实验3跟实验2相比，改变的条件可能是                 （答一种情况即可）

氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。
（1）已知：①=mol
②=mol 
③=mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式                      。
（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于下列反应：

①一定条件下的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则          (填“<”、“>”或“="，下同)；A、B、C三点处对应平衡常数()的大小关系为          ；

②100℃时，将1 mol 和2 mol 通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应，能说明该反应已经达到平衡状态的是            (填序号)。
a．容器的压强恒定
b．单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 molH2
c．容器内气体密度恒定
d．
如果达到平衡时的转化率为0．5，则100℃时该反应的平衡常数K=           。
（3）某实验小组利用CO(g)、、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置，则该电池负极的电极反应式为            。

甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：
(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝260 kJ·mol－1
已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为_____________________；
(2)如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

①a处应通入________(填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是________；
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH________(填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度________；
③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH－以外还含有________(忽略水解)；
④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L(标准状况下)。

NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：__________________________。
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：

①写出该反应的热化学方程式：_______________________________。
②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是____。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。
①当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：______________________________
②当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO＜20CaO＜38SrO＜56BaO。原因是___________________________________________，
元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：

①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式：______________________________________。

碳和碳的化合物广泛的存在于我们的生活中。
（1）根据下列反应的能量变化示意图，2C(s) +O2(g) =2CO(g) △H=           。

（2）在体积为2L的密闭容器中，充人1 mol CO2和3mol H，一定条件下发生反应： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  △H<O测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如图所示：

①从反应开始到平衡，H2O的平均反应速率v(H2O)=             。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是        （填编号）。
A．升高温度  B．将CH3OH（g）及时液化移出
C．选择高效催化剂  D．再充入l mol CO2和4 mol H2
（3）CO2溶于水生成碳酸。已知下列数据：

弱电解质
H2CO3
NH3．H2O
电离平衡常数（ 25℃）
Ka1 = 4．30 × 10一7  Ka2= 5．61× 10一11
Kb = 1．77× 10一5
 
现有常温下1 mol·L－1的( NH4)2CO3溶液，已知：水解的平衡常数Kh=Kw/Kb，
第一步水解的平衡常数Kh=Kw/Ka2。
①判断该溶液呈     （填“酸”、“中”、 “碱”）性，写出该溶液中发生第一步水解的离子方程式               。
②下列粒子之间的关系式，其中正确的是                              。
A．
B．
C．
D．
（4）据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特殊电极材料以CO和O2为原料做成电池。原理如图所示：通入CO的管口是    （填“c”或“d”），写出该电极的电极反应式：                          。

合成氯是人类研究的重要课题，目前工业合成氨的原理为：
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93．0kJ/mol
（1）某温度下，在2 L密闭容器中发生上述反应，测得数据如下

           时间/h
物质的量/mol
0
1
2
3
4
N2
2．0
1．83
1．7
1．6
1．6
H2
6．0
5．49
5．1
4．8
4．8
NH3
0
0．34
0．6
0．8
0．8
 
①0~2 h内，v（N2）=           。
②平衡时，H2的转化率为____；该温度下，反应2NH3(g)  N2(g)+3H2(g)的平衡常数K=  。
③若保持温度和体积不变，起始投入的N2、H2、NH3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，达到平衡后，NH3比的浓度与上表中相同的为      （填选项字母）。
A．a=l、b=3．c=0        B．a=4、b=12、c=0
C．a=0、b=0．c=4       D．a=l、b=3、c=2
（2）另据报道，常温、常压下，N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，生成NH3和O2。已知：H2的燃烧热ΔH=-286kJ/mol，则陪制NH3反应的热化学方程式为        。
（3）采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H'），通过电解法也可合成氨，原理为：
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。在电解法合成氨的过程申，应将N2不断地通入  ___极，该电极反应式为                      。

煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气，而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH。
（1）已知：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1
2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH2
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH3
则反应CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)的ΔH＝______。
（2）如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1________K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②由CO合成甲醇时，CO在250 ℃、300 ℃、350 ℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示，则曲线c所表示的温度为________ ℃。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是____________。

③以下有关该反应的说法正确的是________(填序号)。
A．恒温、恒容条件下，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡
B．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡
C．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
D．某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L－1，则CO的转化率为80%
（3）一定温度下，向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH3OH(g)，发生反应：CH3OH(g)??CO(g)＋2H2(g)，H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

0～2 min内的平均反应速率v(CH3OH)＝__________。该温度下，反应CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)的平衡常数K＝__________。相同温度下，若开始时加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍，则__________(填序号)是原来的2倍。
A．平衡常数  B．CH3OH的平衡浓度
C．达到平衡的时间  D．平衡时气体的密度

一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中反应：CO（g）+ 2H2（g）CH3OH（g）达到化学平衡状态。
（1）该反应的平衡常数表达式K=                 ；根据下图，升高温度，K值将       （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）500℃时，从反应开始到达到化学平衡，以H2的浓度变化表示的化学反应速率是  （用nB、tB表示）。
（3）判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是      （填字母）。
a、CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
b、混合气体的密度不再改变
c、混合气体的平均相对分子质量不再改变
d、v生成（CH3OH）= v消耗（CO）
（4）300℃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）减少
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
（5）根据题目有关信息，请在右下坐标图中标示出该化学反应过程的能量变化（标明信息）。

（6）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为：2CH3OH +3O2+4OH- = 2CO32- + 6H2O，该电池中负极上的电极反应式是：2CH3OH–12e－+16OH－＝ 2CO32－+ 12H2O ，则正极上发生的电极反应为：                                              。

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