题目内容
对大气污染物SO2、NOx进行研究具有重要环保意义。请回答下列问题：
（1）为减少SO2的排放，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。
已知：① H2（g）＋
O2(g)=H2O(g) △H＝－241.8kJ·mol－1
②C（s）＋ O2(g)=CO(g) △H＝－110.5kJ·mol－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式： 。
（2）已知汽车汽缸中生成NO的反应为：N2(g)＋O2(g)
2NO(g) △H
0，若1.0 mol空气含0.80 mol N2和0.20 mol O2，1300oC时在2.0 L密闭汽缸内经过5s反应达到平衡，测得NO为1.6×10－3mol。
①在1300oC 时，该反应的平衡常数表达式K＝ 。5s内该反应的平均速率ν(N2) ＝ （保留2位有效数字）；
②汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是 。
（3）汽车尾气中NO和CO的转化。当催化剂质量一定时，增大催化剂固体的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，反应2NO(g)＋2CO(g)
2CO2(g)＋N2(g) 中，NO的浓度c(NO)随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。
①该反应的△H 0 （填“＞”或“＜”）。
②若催化剂的表面积S1＞S2，在右图中画出c(NO) 在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线（并作相应标注）。
（1）C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g) △H=+131.3kJ·mol-1
（2）①
8.0×10－5 mol/(L·s)。
② 温度升高，反应速度加快，平衡向右移动（3）① ＜
②见右图：
解析试题分析：（1）②－①整理可得：C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g) △H=+131.3kJ/mol。（2）①N2(g)＋O2(g) 
2NO(g)的化学平衡常数为经过5s反应达到平衡时，测得NO为1.6×10－3mol
，根据化学方程式物质间的关系可知消耗N2的物质的量为8.0×10－3mol.则V(N2)= 8.0×10－4mol÷2.0 L÷5s=8.0×10－5 mol/(L·s)。②由于化学反应N2(g)＋O2(g)
2NO(g) 的正反应是吸热反应，汽车启动后，汽缸温度越高，化学反应速率加快。根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡正向移动，会产生更多的NO。所以单位时间内NO排放量越大。（3）由图像可知在温度为T2时先达到平衡。说明温度T2>T1。①由于温度升高，NO的浓度增大。根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。逆反应方向为吸热反应，所以该反应的正反应为放热反应△H＜0.②若催化剂的表面积S1＞S2。在其它条件不变时，催化剂的表面积越大，反应速率越快，达到平衡所需要的时间就越短。在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线为。
考点：考查热化学方程式的书写、化学平衡常数的表达式、化学反应速率的计算及外界条件对化学平衡移动的影响的知识。
百年学典课时学练测系列答案
（15分）氨是最重要的化工产品之一。
（1）合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g) 
CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中CO，其反应原理为：[Cu(NH3)2CH3COO] (l)+CO(g)+NH3(g)
[Cu(NH3)3] CH3COO·CO(l) △H＜0。吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是 。
（填写选项编号）
A．高温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．低温、高压
（3）用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为：2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H＜0
某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2，该反应进行到40 s时达到平衡，此时CO2的转化率为50%。该温度下此反应平衡常数K的值为_________。下图中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中的NH3浓度变化。若反应延续至70s，保持其它条件不变情况下，请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。
（4）将尿素施入土壤后，大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用，尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下，转化为碳酸铵。已知弱电解质在水中的电离平衡常数（25℃）如下表：
| 弱电解质 | H2CO3 | NH3·H2O |
| 电离平衡常数 | Ka1＝4.30×10-7 Ka2＝5.61×10-11 | 1.77×10-5 |
①你认为该溶液呈 性（填“酸”、“中”、“碱”），原因是 。
②就该溶液中粒子之间有下列关系式，你认为其中正确的是 。
A．c (NH4+)＞c (CO32-)＞c (HCO3-)＞c (NH3·H2O)
B．c(NH4+)+c(H+)＝c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C．c (CO32-) + c (HCO3-) +c (H2CO3)＝0.1 mol·L-1
D．c (NH4+)+ c (NH3·H2O)＝2 c (CO32-) + 2c (HCO3-) +2 c (H2CO3)
丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也是液化石油气的主要成分，作为能源应用于人们的日常生产和生活。已知：
①2C3H8(g)＋7O2(g) =6CO(g)＋8H2O(g) △H =－2389.8 kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) =2CO2(g) △H =－566 kJ/mol
③H2O(l) = H2O(g) △H ="+" 44.0 kJ/mol
（1）写出C3H8燃烧时燃烧热的热化学方程式 。
（2）C3H8在不足量的氧气里燃烧，生成CO、CO2、H2O(g)，将所有的产物通入一个体积固定的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO(g) +H2O(g) 
CO2(g) +H2(g)该反应的平衡常数与温度的关系如下表：
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
| | H2O | CO | CO2 | H2 |
| 甲 （质量/g） | 1.8 | 8.4 | a | 1 |
| 乙 （质量/g） | 1.8 | 2.8 | 0 | 0 |
②下图表示上述甲容器中反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某一个条件而发生变化的情况。则t2时刻改变的条件可能是 、 （答两个要点即可）。
（3）CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
① Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ；
② 已知25℃时，H2CO3的电离平衡常数K1 = 4.4×10-7 mol/L、K2 = 4.7×10-11 mol/L，当Na2CO3溶液的pH为11时，溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-) = 。
③ 0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(OH-) -c(H+) = [用含c(HCO3－)、c(H2CO3)的符号表示]。
（14分）2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失，市疾控中心紧急采购消毒药品，以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留，其主要成分H2O2是一种无色粘稠液体，请回答下列问题：
⑴火箭发射常以液态肼（N2H4）为燃料，液态H2O2为助燃剂。已知：
N2H4（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g） △H="-" 534 kJ·mol－1 ①
H2O2（1）=H2O（1）+1/2O2（g） △H="-" 98．64 kJ·mol－1 ②
H2O（1）=H2O（g） △H=+44kJ·mol－l ③
则反应N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）的△H= ，
⑵据报道，以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为＋3价)和H2O2作 原料的燃 料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，可用作空军通信卫星电，其工作原理如图所示。
则该电池的正极反应____ ___
⑶H2O2是一种不稳定易分解的物质。右图是H2O2在没有催化剂时反应进程与能量变化图，请在图上画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图 。
⑷某化学兴趣小组欲测定H2O2的分解速率，取溶液0.5L进行分析，数据如表格所示：
| t（S） | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
| n(H2O2) (moL) | 0.8 | 0.7 | 0.62 | 0.55 | 0.27 | 0.03 |
⑸H2O2还是一种药物化学分析的氧化剂，能用于药物的分析。
①此检验过程中加过量H2O2反应的离子方程式为______________。
②从红褐色的悬浊液到最后的称量，其过程中所需的基本操作有___________（按操作的顺序填写）。
A．过滤 B．洗涤 C．萃取 D．分液 E．冷却 F．灼烧
③最后称量红棕色固体的质量为0．8960g，那么该药片中硫酸亚铁的质量分数为
_________（小数点后面保留一位有效数字）。
N键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为2molN2时要放出 kJ能量。
大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究.
（1）O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成：
①I-（aq）+ O3（g）= IO-(aq)+O2（g）△H1
②IO-（aq）+H+(aq) 
HOI(aq) △H2
③HOI(aq) + I-(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l) △H3
总反应的化学方程式为__ ____，其反应△H=___ ___
（2）在溶液中存在化学平衡：I2(aq) + I-(aq) I3-(aq)，其平衡常数表达式为_______.
（3）为探究Fe2+ 对O3氧化I-反应的影响（反应体如左图），某研究小组测定两组实验中I3-浓度和体系pH，结果见右图和下表。
①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是_______。
②图13中的A为__ ___，由Fe3+生成A的过程能显著提高Ⅰ-的转化率，原因是 。
③第2组实验进行18s后，I3-浓度下降。导致下降的直接原因有（双选）______。
| A．c(H+)减小 | B．c(I-)减小 | C．I2(g)不断生成 | D．c(Fe3+)增加 |
碳及其化合物有广泛的用途。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气反应为
C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，
以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是________。(填序号)
| A．升高温度 | B．增加碳的用量 | C．加入催化剂 | D．用CO吸收剂除去CO |
2CO(g) ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1，则CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)的焓变ΔH＝________。(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)。甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨作电极，该电池负极反应式为______________________________________。若用该电池提供的电能电解60 mL NaCl溶液，设有0.01 mol CH3OH完全放电，NaCl足量，且电解产生的Cl2全部逸出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解结束后所得溶液的pH＝________。
(4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0 L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)。得到如下数据：| 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所 需时间/min | ||
| H2O | CO | H2 | CO | | |
| 900 | 1.0 | 2.0 | 0.4 | 1.6 | 3.0 |
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)________。改变反应的某一条件，反应进行到t min时，测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)_________________________
(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N2浓度随时间变化如图甲所示。
请回答下列问题：
①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为________________________________。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其他条件相同，请在图乙中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。