题目内容
（15分）某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4＝ K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O
【实验内容及记录】
| 实验编号 | 室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL | 室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min | |||
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 3 mol/L 稀硫酸 | 0.05mol/L KMnO4溶液 | ||
| 1 | 3.0 | 2.0 | 2.0 | 3.0 | 1.5 |
| 2 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.7 |
| 3 | 1.0 | 4.0 | 2.0 | 3.0 | 3.9 |
（1）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是 。
（2）利用实验1中数据计算，若用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为：υ(KMnO4)＝ 。
（3）该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+) 随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2+) 随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是 。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。
| 实验编号 | 室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL | 再向试管中加入少量固体 | 室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min | |||
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 3 mol/L 稀硫酸 | 0.05 mol/L KMnO4溶液 | |||
| 4 | 3.0 | 2.0 | 2.0 | 3.0 | | t |
（4）工业上可用电解K2MnO4浓溶液的方法制取KMnO4，则电解时，阳极发生的电极反应为 ；总方程式为 。
（1）其他条件相同时，增大H2C2O4浓度（或反应物浓度），反应速率增大（3分，每点1分）
（2）1.0×10－2 mol / (L·min) （2分）
（3） ①生成物中的MnSO4为该反应的催化剂（或Mn2+对该反应有催化作用）[2分，不指出MnSO4（或Mn2+）扣1分] ② MnSO4 （2分）
③ 与实验1比较，溶液褪色所需时间短（2分，不写“与实验1比较”扣1分） 或：所用时间（t）小于1.5min（或其他合理答案）
（4）2MnO42－－2e－＝2MnO4－（或 MnO42－－e－＝MnO4－ ） （2分）；
2K2MnO4+2H2O电解2KMnO4+2KOH+H2↑（2分）
解析试题分析：（1）根据表中数据可知，其他条件相同时，增大H2C2O4浓度（反应物浓度），反应速率增大。
（2）反应中消耗高锰酸钾的浓度是
＝0.015mol/L，所以υ(KMnO4)＝0.015mol/L÷1.5min＝1.0×10－2 mol / (L·min)。
（3）①由图2可知反应开始后速率增大的比较快，说明生成物中的MnSO4（或Mn2+）为该反应的催化剂.
②要验证假设作对比实验与与实验1比较，其它条件相同时加入MnSO4即可。
③如果假设成立，则加入硫酸锰以后若反应加快，溶液褪色的时间小于1.5min，说明Mn2+是催化剂.
（4）K2MnO4制取KMnO4，反应过程中Mn元素的化合价从+6价升高到+7价，因此锰酸钾在阳极放电，电极反应式为MnO42－－e－＝MnO4－，阴极是溶液中的氢离子放电产生氢气，所以总反应式为2K2MnO4+2H2O电解2KMnO4+2KOH+H2↑。
考点：考查反应速率计算、外界条件对反应速率的影响以及电解原理的应用
(14分)工业制硝酸的主要反应是4NH3(g)+5O2(g) 
4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-akJ/mol(a﹥0)
(1)如果将4molNH3和5molO2放入容器中，达到平衡时，放出热量0.8akJ，则反应时转移的电子数为
mol
(2)若其他条件不变，下列关系图中错误的是 （选填序号）
(3)t℃时，在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度如下表
| 浓度(mol/L) 时间(min) | c(NH3) | c(O2) | c(NO) | c(H2O) |
| 起 始 | 4.0 | 5.5 | 0 | 0 |
| 第2min | 3.2 | x | 0.8 | 1.2 |
| 第4min | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
| 第6min | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
①反应在第2mim到第4mim时，反应速率v(O2)=
②第2min时改变了条件，改变的条件可能是
A．升高温度 B．使用了催化剂 C．减小压强 D．增加了生成物
③在相同的温度下，起始向容器中加入NH3、O2、NO和H2O(g)的浓度都为1mol/L，则该反应将向 _______方向进行(填“正反应”.“逆反应”.“不移动”)
（4）工业上用水吸收二氧化氮生产硝酸，生成的NO2气体经过多次氧化、吸收的循环操作使其充分转化为硝酸（假定上述过程中无其它损失），现有23吨NO2经过2次氧化吸收得到20℅的稀硝酸 吨。
（5）成品硝酸的浓度为60%～70%，为了制浓硝酸，常用Mg(NO3)2作吸水剂，然后进行蒸馏，不用CaCl2或MgCl2作吸水剂的原因是__________________________________________
在2 L密闭容器中，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g) 
2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
| 时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
（1）A点处，v(正)________v(逆)，A点正反应速率________B点正反应速率(用“大于”、“小于”或“等于”填空)。
（2）如图中表示NO2的变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________________。
（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是________。
a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内的密度保持不变
（4）能使该反应的反应速率增大的是________。
a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度
c．增大O2的浓度 d．选择高效的催化剂
CH3OH(g) +H2O(g) △H
＝3，达平衡时CO2的转化率为60%，则NH3的平衡转化率为： 。（14分）工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
（1）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号）__________
| A．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 | B．混合气体的密度不变 |
| C．混合气体的相对平均分子质量不变 | D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 |
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①该反应化学平衡常数表达式K=
②由表中数据判断该反应的△H__________0（填“>”、“=”或“<”）；
③某温度下，将2molCO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得C(CO)=0.2mol·L-1，此时的温度为__________
（3）25℃101KPa下，1g液态甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量22.68kJ，表示甲醇燃烧热的热化学方程式为
（4）据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，该电池工作时负极电极反应式为 。若反应时消耗16g甲醇所产生的电能电解足量的CuSO4溶液，则将产生标准状况下的O2________升
已知：CO(g)+H2O(g) 
CO2(g)+H2(g) ΔH=Q，其平衡常数随温度变化如下表所示：
| 温度/℃ | 400 | 500 | 850 |
| 平衡常数 | 9.94 | 9 | 1 |
（1）上述反应的化学平衡常数表达式为 ，该反应的Q 0。
（2）850℃时在体积为10L反应器中，通入一定量的CO和H2O(g)，发生上述反应，CO和H2O(g)浓度变化如图所示，则0~4min时平均反应速率v(CO)= 。
（3）若在500 ℃时进行，且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020mol/L，该条件下，CO的最大转化率为 。
（4）若在850℃时进行，设起始时CO和H2O(g)共为1mol，其中水蒸气的体积分数为x平衡时CO的转化率为y，试推导y随x变化的函数关系式为 。
（5）某电化学装置可实现2CO2=2CO+O2的转化，使CO重复使用。已知该反应的阳极应为4OH--4e-=2H2O+O2，则阴极反应式为 。
（6）有人提出可以设计反应2CO=2C+O2(ΔH>0)来消除CO的污染，请判断上述反应能否发生 (填“可能”或“不可能”)，理由是 。
2CO2(g)+ N2(g)。在密闭容器
N2O4(g) △H＝－56.9 kJ/mol ②
“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。
（1）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为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 | ||
| CO | H2O | H2 | CO | |||
| 1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
| 2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
| 3 | 900 | a | b | c | d | t |
① 实验1条件下平衡常数K= （保留小数点后二位数字）。
② 实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值 （填具体值或取值范围）。
③ 实验4，若900℃时，在此容器中加入10molCO、5molH2O、2molCO2、5molH2，则此时v(正) v(逆)（填“<”、“>”、“=”）。
（2）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。
（3）已知BaSO4(s) + 4C(s) ="4CO(g)" + BaS(s) △H1 =+571.2kJ/mol，
BaSO4(s) + 2C(s) = 2CO2(g) + BaS(s) △H2="+226.2" kJ/mol。
则反应C(s) + CO2(g) = 2CO(g)的△H3= kJ/mol。
（4）寻找新能源是解决温室效应的一条重要思路。磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池，总反应为：FePO4+Li LiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+，则该电池放电时的正极和负极反应式分别为： 和 。若用该电池电解蒸馏水（电解池电极均为惰性电极），当电解池两极共有3360mL气体（标准状况）产生时，该电池消耗锂的质量为 。(Li的相对原子质量约为7.0)