题目内容
随着大气污染的日趋严重，“节能减排”，减少全球温室气体排放，研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）下图是在101kPa，298k条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中能量变化示意图。
已知：① N2（g）+O2（g）＝2NO（g） △H=+179.5kJ/mol
② 2NO（g）+O2（g）＝2NO2（g） △H=-112.3kJ/mol
则在298k时，反应：2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)＋2CO2(g)的△H＝ 。
（2）将0.20mol NO2和0.10molCO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应，在不同条件下，反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
①下列说法正确的是 。（填序号）
a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到平衡
b.当向容器中加再充入0.20mol NO时，平衡向正反应方向移动，K值增大
c.升高温度后，K值减小，NO2的转化率减小
d.向该容器内充入He气，反应物的体积减小，浓度增大，所以反应反应速率增大
②计算产物NO在0～2min时平均反应速率v(NO)= mol·L-1·min-1；
③第4min时改变的反应条件为 （填“升温”、“降温”）；
④计算反应在第6min时的平衡常数K= 。若保持温度不变，此时再向容器中充入CO、NO各0.060mol，平衡将 移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。
（3）有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极的反应式为 ，当有0.25molSO2被吸收，则通过质子（H+）交换膜的H+的物质的量为 。
（4）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其KSP=2.8×10-9mol2/L2。现将2×10-4mol/L的Na2CO3溶液与一定浓度的CaC12溶液等体积混合生成沉淀，计算应加入CaC12溶液的最小浓度为 。
（16分）（1）－759.8kJ/mol （2分） （2）①C （2分） ②0.015 （2分） ③升温 （2分）
④1/36 （2分） 逆向 （1分） （3）SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋ （2分） 0.5mol （2分）
（4）5.6×10－5mol/L （2分）
解析试题分析：（1）根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此该反应是放热反应，其反应热△H＝134kJ/mol－368kJ/mol＝－234kJ/mol，即热化学方程式是③ NO2（g）＋CO(g) CO2(g)＋NO（g） △H＝－234kJ/mol。根据盖斯定律可知，②－①＋③×2即得到反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，因此该反应的反应热△H＝－112.3kJ/mol－179.5kJ/mol－234kJ/mol×2＝－759.8kJ/mol。
（2）①根据反应NO2（g）＋CO(g) CO2(g)＋NO（g） △H＝－234kJ/mol可知，该反应是体积不变的、放热的可逆反应，则：
a.反应前后体积不变，则压强始终是不变的，所以容器内的压强不发生变化，不能说明该反应达到平衡，a不正确；
b.平衡常数只与温度有关系，当向容器中加再充入0.20mol NO时，平衡向逆反应方向移动，K值不变，b不正确；
c.升高温度后，平衡向逆反应方向移动，因此K值减小，NO2的转化率减小，c正确；
d.向该容器内充入He气，容器容积不变，反应物的浓度不变，所以反应反应速率不变，d不正确 ，答案选c。
②根据图像可知，在0～2min内NO的浓度增加了0.03mol/L，则根据方程式可知，NO2的浓度就减少0.03mol/L，所以产物NO在0～2min时平均反应速率v(NO)＝0.03mol/L÷2＝0.015mol·L-1·min-1。
③根据图像可知，在4min时反应物的浓度增加，而生成物的浓度降低，这说明反应向逆反应方向移动。由于正反应是放热反应，因此改变的条件是升高温度。
④根据图像可知，6min时反应重新建立平衡状态。此时NO和CO2的浓度均是0.02mol/L，NO2和CO的浓度分别是0.18mol/L和0.08mol/L，因此反应在第6min时的平衡常数K＝
＝
＝
；若保持温度不变，此时再向容器中充入CO、NO各0.060mol，则此时＝
＝
＞，因此平衡逆向进行。
（3）原电池中负极失去电子，所以SO2在负极通入，其电极反应式是SO2＋2H2O－2e－＝SO42－＋4H＋；当有0.25molSO2被吸收，则负极生成1.0mol氢离子和0.25mol SO42－，所以要保持电荷守恒，需要将左侧多余的0.5mol氢离子通过质子（H+）交换膜交换到右侧。
（4）设应加入CaC12溶液的最小浓度为x，则混合后c(Ca2＋)＝0.5x，c(CO32－)＝1×10-4mol/L。根据碳酸钙的溶度积常数可知，混合要生成沉淀，则0.5x×1×10-4mol/L ≥2.8×10-9mol2/L2，解得x≥5.6×10－5mol/L。
考点：考查反应热、反应速率、平衡常数以及溶度积常数的有关计算；外界条件对平衡状态的影响；平衡常数以及原电池原理的应用等
工业碳酸钠（纯度约为98％）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl－和SO42—等杂质，提纯工艺线路如图所示：
Ⅰ．碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示：
Ⅱ．有关物质的溶度积如下
| 物质 | CaCO3 | MgCO3 | Ca（0H）2 | Mg（OH）2 | Fe（OH）3 |
| Ksp | 4.96×10－9 | 6.82×10－6 | 4.68×10－6 | 5.61×10－12 | 2.64×10－39 |
回答下列问题：
（1）加入NaOH溶液时，反应的离子方程式为 。向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c（Mg2+）：c（Fe3+）= 。
（2）“母液”中除了含有Na+、CO32—外，还含有 等离子。
（3）有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线进行循环使用。请你分析在实际工业生产中是否可行： （填“可行”或“不可行”），并说明理由： 。
（4）已知：Na2CO3·10H2O（s）
Na2CO3（s）+10H2O（g）
="+532.36" kJ·mol－1Na2CO3·10H2O（s）
Na2CO3·H2O（s）+9H2O（g） ="+473.63" kJ·mol－1写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式： 。
（16分）最近全国各地持续出现雾霾天气，其首要污染物是可吸入颗粒物PM2.5和氮、硫的氧化物(PM2.5直径接近2.5×10-6m，1纳米=10-9m)，主要来源为工业废气、机动车尾气等。因此对PM2.5、SO2、NOx进行研究、处理意义重大。
(1) 下列关于PM2.5说法正确的是
a.PM2.5在空气中形成了胶体；
b.PM2.5表面积大，能吸附大量有毒、有害物质；
c.少开私家车，尽量选择公交、地铁出行，某种程度可以减少PM2.5污染
(2) 取PM2.5样本用蒸馏水处理制得试样，若测得该试样所含水溶性无机离子及其平均
浓度如下表
| 离子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- | Cl- |
| 浓度/ mol/L | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
（3）对汽车尾气中的NOx进行研究
①NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式 。
②汽车尾气系统中装有催化转化器，可将NOx还原成N2排出，已知下列热化学方程式：
ⅰ N2(g) +O2(g)
2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1 ⅱ 2C(s)+ O2(g)
2CO(g) △H ="-" 221.0 kJ·mol-1ⅲ C(s)+ O2(g)
CO2( g) △H ="-" 393.5 kJ·mol-1温度升高，反应ⅲ化学平衡常数 。（填“增大”或“减小”或“不变”）
写出NO(g)和CO(g) 反应生成N2(g) CO2(g)的热化学方程式 。
（4）将工厂废气中产生的SO2通过下列流程，可以转化为有应用价值的硫酸钙等
①写出反应Ⅰ的化学方程式： 。
②生产中，向反应Ⅱ的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质，目的是 。
③检验经过反应Ⅲ得到的氨态氮肥中SO42-所用试剂是 。
CH3OH(g)。
增大的有 能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。因此甲醇被称为21世纪的新型燃料。
（1）已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g) △H= －1275.6 kJ·mol—1
②H2O(l) H2O(g) △H="+" 44.0 kJ.mo—1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 。
（2）工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化图。
①在“图1”中，曲线 （填“a”或“b”）表示使用了催化剂。
②能判断该反应在“图2”所在条件下是否已达化学平衡状态的依据是 。（双选）
| A．容器中压强不变 | B．体系的密度不随时间改变 |
| C．v正(H2)=2v逆(CH3OH) | D．CO与H2的物质的量的比不随时间改变 |
CH3OH(g)的化学平衡常数K= 。④请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线（在曲线上标出P1、P2，且P1<P2）。
（3）CaSO4是一种微溶物质，已知Ksp（CaSO4）=9.10×10－6。现将c mol·L－1 CaCl2溶液与2.00×10－2 mol·L－1 Na2SO4溶液等体积混合生成沉淀，则c的最小值是 （结果保留3位有效数字）。
CH3OH(g) ΔH1
2NH3(g) △H <0
CO+H2；②CO+H2O(g) 已知：将KI、盐酸、试剂X和淀粉四种溶液混合，无反应发生。
①向其中滴加双氧水，发生反应：H2O2+2H++2Iˉ=2H2O+I2；
②生成的I2立即与试剂X反应，当试剂X消耗完后，生成的 I2才会遇淀粉变蓝因此，根据试剂X的量、滴入双氧水至溶液变蓝所需的时间，即可推算：H2O2+2H++2Iˉ= 2H2O+I2的反应速率。
下表为某同学依据上述原理设计的实验及实验记录（各实验均在室温条件下进行）：
| 编号 | 往烧杯中加入的试剂及其用量（mL） | 催化剂 | 开始变蓝时间（min） | ||||
| 0．1 mol·Lˉ1 KI溶液 | H2O | 0．01 mol·Lˉ1 X溶液 | 0．1mol·Lˉ1 双氧水 | 1 mol·L1 稀盐酸 | |||
| 1 | 20．0 | 10．0 | 10．0 | 20．0 | 20．0 | 无 | 1．4 |
| 2 | 20．0 | m | 10．0 | 10．0 | n | 无 | 2．8 |
| 3 | 10．0 | 20．0 | 10．0 | 20．0 | 20．0 | 无 | 2．8 |
| 4 | 20．0 | 10．0 | 10．0 | 20．0 | 20．0 | 5滴Fe2(SO4)3 | 0．6 |
（1）已知：实验1、2的目的是探究H2O2浓度对H2O2+2H++2Iˉ= 2H2O+I2反应速率的影响。实验2中m= ，n= 。
（2）已知，I2与X完全反应时，两者物质的量之比为1∶2。按表格中的X和KI的加入量，加入V（H2O2）>________，才确保看到蓝色。
（3）实验1，浓度c(X)～ t的变化曲线如图，若保持其它条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出实验3、实验4，c(X) ～ t的变化曲线图（进行相应的标注）。
（4）实验4表明：硫酸铁能提高反应速率。催化剂能加快反应速率是因为催化剂 (填“提高”或“降低”)了反应活化能。
（5）环境友好型铝—碘电池已研制成功，已知电池总反应为：2Al(s)+3I2(s)
2AlI3(s)。含Iˉ传导有机晶体合成物作为电解质，该电池负极的电极反应为：________________________，充电时Al连接电源的___________极。（6）已知：N2H4(l) +2H2O2(l)= N2(g)+4H2O(g) △H1= －640kJ/mol
H2O（l）=H2O（g） △H2＝+44.0kJ/mol
则0.25mol 液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 。
在下列影响化学反应速率的因素中，能使化学反应速率加快的方法是（ ）
①升高温度 ②加入催化剂 ③增大反应物浓度④将块状固体反应物磨成粉末
| A．①②③ | B．①②④ | C．①③④ | D．①②③④ |