题目内容

4．为治理环境，减少雾霾，工业上通常用下列方法治理CO2和硫、氮氧化物的污染．
（1）用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染．已知：
①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1
②2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H2
③C（s）+O2（g）=CO2（g）△H3
则2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）的反应热△H=2△H3-△H2-△H1（用△H1、△H2、△H3表示）
（2）用NH3还原NOx生成N2和H2O．现有NO、NO2的混合气3L，可用同温同压下3.5L的NH3恰好使其完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1：3
（3）电化学降解治理水中硝酸盐的污染．在酸性条件下，电解NO3-的原理如右图所示，A为电源的正极，阴极电极反应式为2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O．

分析 （1）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1
②2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H2
③C（s）+O2（g）=CO2（g）△H3
根据盖斯定律，③×2-②-①可得：2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），反应热也进行相应的计算；
（2）相同条件下，气体体积之比等于其物质的量之比，假设NO、NO2的混合气体为3mol，氨气为3.5mol，由于反应生成N2和H2O，根据H原子守恒计算H2O的物质的量，设NO、NO2的物质的量分别为xmol、ymol，由二者物质的量之和及氧原子守恒列方程计算解答；
（3）由图可知，硝酸根离子发生还有反应生成氮气，则Ag-Pt电极为阴极，Pt电极为阳极．

解答 解：（1）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1
②2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H2
③C（s）+O2（g）=CO2（g）△H3
根据盖斯定律，③×2-②-①可得：2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），所以△H2△H3-△H2-△H1，
故答案为：2△H3-△H2-△H1；
（2）相同条件下，气体体积之比等于其物质的量之比，假设NO、NO2的混合气体为3mol，氨气为3.5mol，由于反应生成N2和H2O，根据H原子守恒，则生成H2O的物质的量$\frac{3.5mol×3}{2}$=5.25mol，设NO、NO2的物质的量分别为xmol、ymol，由二者物质的量之和及氧原子守恒可得则：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=3}\\{x+2y=5.25}\end{array}\right.$，解得x=0.75、y=2.25，故NO、NO2的物质的量之比为0.75mol：2.25mol=1：3，
故答案为：1：3；
（3）由图可知，硝酸根离子发生还有反应生成氮气，则Ag-Pt电极为阴极，Pt电极为阳极，则A为电池的正极，阴极上硝酸根获得电子，与通过质子交换膜的氢离子作用生成氮气与水，阴极电极反应式为：2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O，
故答案为：正；2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O．

点评 本题考查氧化还原反应计算、热化学方程式书写、电解池原理，需要学生具备扎实的基础，较好的考查学生运用知识分析解决问题的能力、对信息处理能力，（2）中旨在考查氧化还原反应计算，注意方法的灵活应用，难度中等．

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2．过氧化钠（Na2O2）是中学常见物质，常见的过氧化物还包括过氧化钙（CaO2）．已知：过氧化钠与CO2反应有气体生成，而将SO2通入过氧化钠粉末中也有气体生成．有人提出CO2、SO2与过氧化钠的反应原理相同，但也有人提出SO2具有较强的还原性，CO2无强还原性，反应原理不相同．据此设计如下实验操作进行判断．

实验一：向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO2，取反应后的固体进行实验探究，以证明过氧化物与SO2反应的特点．
（1）提出假设：
假设1：反应后固体中只有Na2SO3，证明SO2未被氧化；
假设2：反应后固体中只有 Na2SO4，证明SO2完全被氧化；
假设3：Na2SO3和Na2SO4的混合物，证明SO2部分被氧化
实验探究：
实验二：通过测量气体的体积判断发生的化学反应，实验装置如图：
（2）试剂A可以选用浓硫酸，试剂B的作用是吸收未反应的SO2．
（3）实验测得装置C中过氧化钠质量增加了m1g，装置D质量增加了m2g，装置E中收集到的气体为VL（已换算成标准状况下），用上述有关测量数据判断，SO2未被氧化、完全被氧化的V-m1关系式．未被氧化：V=$\frac{7{m}_{1}}{30}$L，完全被氧化：V=0．
（4）若SO2完全被氧化，写出反应的化学方程式：SO2+Na2O2═Na2SO4．
15．某温度时．在2L密闭容器中某一反应的A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示，
由图中数据分析：
（1）在密闭容器中反应达到平衡时，A的物质的量是0.2mol，B物质的浓度
    是0.25mol•l-1；
（2）该可逆反应的化学方程式为2A?B．
（3）反应开始至4 min时，A的平均反应速率为0.05mol•L-1•min-1．
（4）第4 min时，反应是否达到平衡状态？否（填“是”或“否”）．第8 min时，v（正）=v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）
12．工业上从海水中提取单质溴可采用如下方法：
（1）向浓缩的海水中通入Cl2，将海水中的溴化物氧化，其离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br 2．
（2）向上述混合液中吹入热空气，将生成的溴蒸气吹出，用纯碱溶液吸收，其化学方程式为3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2．
（3）将（2）所得溶液用H2SO4酸化，使NaBr，NaBrO3中的溴转化为单质溴，用有机溶剂通过萃取分离出粗溴，还可得到副产品Na2SO4．这一过程用到的化学方程式为5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Na2SO4+3Br 2+3H2O．
（4）这样得到的粗溴中还混有少量的Cl2，除去的方法是加入NaBr，充分搅拌，再蒸馏得到纯净液溴．
19．将下列10种物质分为两组：
甲组：①甘氨酸  ②苯酚 ③醋酸 ④牛油  ⑤甲酸甲酯．
乙组：⑥甲醛  ⑦溴水 ⑧苛性钠溶液  ⑨金属钠  （10）氯化铁溶液．
甲组有一种物质与乙组中的五种物质均能反应；乙组有一种物质与甲组中的五种物质均能反应，则这两种物质分别是（　　）
A．①⑦B．①⑧C．②⑧D．⑤⑨
9．由短周期元素组成的化合物X是某抗酸药的有效成分，某同学欲探究X的组成．
查阅资料：①由短周期元素组成的抗酸药的有效成分有：碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、硅酸镁铝、磷酸铝、碱式碳酸镁铝．
②Al3+在pH=5.0时沉淀完全；Mg2+在pH=8.8时开始沉淀，在pH=11.4时沉淀完全．
实验过程：
Ⅰ．向化合物X粉末中加入适量盐酸恰好完全反应，产生气体A，得到无色溶液B．
Ⅱ．用铂丝蘸取少量Ⅰ中所得的溶液，在火焰上灼烧，无黄色火焰．
Ⅲ．向Ⅰ中所得的溶液中滴加氨水调节pH至5-6，产生白色沉淀C，过滤．
Ⅳ．向沉淀C中过量NaOH溶液，沉淀全部溶解．
Ⅴ．向Ⅲ中得到的滤液中滴加NaOH溶液，调节pH=12，得到白色沉淀D．
（1）Ⅰ中气体A可使澄清石灰水变浑浊，A的电子式是
（2）由Ⅰ、Ⅱ判断X一定不含有的元素是磷、钠、硅．磷在周期表中的位置是第三周期VA族．
（3）Ⅲ中生成白色沉淀C的离子方程式是Al3++3NH3•H20═Al（OH）3↓+3NH4+．
（4）沉淀D的化学式是Mg（OH）2．
（5）若上述n（A）：n（C）：n（D）=1：1：3，则X的化学式是Mg3Al（OH）7CO3．
（6）I中无色溶液B显弱酸性性，原因是Mg2+，Al3+的水解使溶液显弱酸性．
16．（1）黄铁矿（FeS2）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料．其中一个反应为
3FeS2+8O2═6SO2+Fe3O4，若有3mol FeS2参加反应，转移32 mol电子．
（2）在KOH溶液中，用KClO直接氧化Fe（NO3）3即可得K2FeO4：请写出该反应的离子方程式3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
（3）FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2．
（4）实验室可在空气中熔融氢氧化钾与二氧化锰作用而制备K2MnO4，请写出该反应的化学方程式：4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O．
（5）铁红是一种红色颜料，其成分是Fe2O3将一定量的铁红溶于160mL 5mol•L-1盐酸中，在加入一定量铁粉恰好溶解，收集到2.24L（标准状况），经检测，溶夜中无Fe3+，则参加反应的铁粉的质量为11.2g．
13．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g），K为化学平衡常数，其中K和温度的关系如下表：
t/℃7008008301 0001 200
K0.60.91.01.72.6
根据以上信息推断以下说法正确的是（　　）
A．此反应为放热反应
B．此反应只有达到平衡时，密闭容器中的压强才不会变化
C．此反应达到1 000℃时的反应速率比700℃时大
D．该反应的化学平衡常数越大，反应物的转化率越低
14．在中和热测定的实验中不需要用到的仪器是（　　）
A．量筒B．酒精灯C．温度计D．环形玻璃搅拌棒

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