题目内容
2012年2月27日深圳宣称进入“200万辆汽车时代”，汽车尾气已成为重要的空气污染物。
（1）汽车内燃机工作时引起反应：N2(g)+O2(g)
2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T℃时，向2L密闭容器中充入4mol N2和6molO2，5min后达平衡时NO物质的量为4mol，该反应的速率v(N 2)为 ；计算该条件下的平衡常数（写出计算过程）。
（2）恒温恒容，能说明反应 2NO(g) N2(g)+O2(g) 达到平衡的是 （填代号）。
| A．NO、N2、O2的浓度之比为2∶1∶1 |
| B．N2的浓度不再发生变化 |
| C．单位时间内消耗2 mol NO，同时消耗1 mol N2 |
| D．容器内气体密度不再发生变化 |
①已知：N2(g)+ O2(g) = 2NO(g) △H = +180.5kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g) = H2O(l) △H = —285.8kJ/mol
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为 。
②当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图是反应：2NO(g) + 2CO(g)
2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线，据此判断该反应的△H 0 (填“＞”、“＜”或“无法确定”)。若催化剂的表面积S1＞S2 ，在下图中画出NO的浓度在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线，并注明条件。
（1）0.2mol/(L·min)
N2(g)+O2(g)
2NO(g)
起始浓度(mol·L-1) 2.0 3.0 0
转化浓度(mol·L-1) 1.0 1.0 2.0
平衡浓度(mol·L-1) 1.0 2.0 2.0
平衡常数K=
=
（2）BC
（3）①2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=-752.1kJ/mol ②＜
解析试题分析：（1）根据定义式，只能先直接计算v(NO)=4mol÷2L÷5min=0.4mol/(L·min)，再根据系数比，间接计算v(N2)= v(NO)/2=0.2mol/(L·min)；由起始、变化、平衡浓度关系可知：
N2(g)+O2(g)
2NO(g)
起始浓度/mol·L—1 2 3 0
变化浓度/mol·L—1 1 1 2
平衡浓度/mol·L—1 1 2 2
K=
=
=2
（2）A项不能说明达到平衡，因为NO、N2、O2的变化浓度之比为2∶1∶1，而平衡浓度之比不一定等于系数之比；B项能说明达到平衡，N2的浓度不再发生变化，说明N2的消耗速率等于生成速率，即逆反应速率等于正反应速率；C项能说明达到平衡，因为v(NO)消耗/v(N2)生成=2/1，如果v(NO)消耗/v(N2)消耗=2/1，则v(N2)生成= v(N2)消耗，即正反应速率等于逆反应速率；D项不能说明达到平衡，各组分都是气体，混合气体的总质量守恒，容器容积不变，无论是否达到平衡，混合气体的密度一定不变；（3）①第2个热化学方程式×2—第1个热化学方程式可以约去O2(g)，即2H2(g)+2NO(g)=2H2O(l)+N2(g) △H="[(—285.8)" ×2—(+180.5)]kJ/mol=—752.1kJ/mol；②升高温度能增大反应速率，缩短达到平衡的时间，由此推断图中温度T1<T2，而图中T1→T2时c(NO)增大，由于升温平衡向吸热方向移动，c(NO)增大说明平衡向逆反应方向移动，则逆反应是吸热反应，所以正反应是放热反应，正反应的△H <0；③画图要点：a、起点与T1、S1时相同；b、平衡点比 T1、S1时晚，因为T1、S1→T1、S2就是减小催化剂表面积，反应速率减小，达到平衡的时间增大； c、平衡时c(NO)与T1、S1时相同，因为催化剂不能使平衡移动。
考点：是有关化学反应速率、化学平衡、热化学方程式的化学反应原理题，包括平均反应速率的直接和间接计算方法、化学平衡常数的计算过程、化学平衡状态的标志、盖斯定律的应用、根据浓度-时间图像推断焓变的正负、画出改变一个变量时的浓度-时间图像等常见考查形式。
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 。
为回收利用废钒催化剂（含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺。己知：V可形成VO2+、VO2+、VO3-等多种离子；部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示：
| 物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
| 溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
该工艺的主要流程如下：
请回答下列问题：
（1）工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法，其反应的化学方程式为 。
（2）反应①的目的是 。
（3）若用NaOH溶液调节pH，则转化②的离子方程式为 。
（4）实验室中实现反应③所需主要仪器除三脚架、泥三角、酒精灯外，必不可少的是 。
（5）V2O5为硫酸工业接触室中的重要催化剂，其催化反应为2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) ΔH＜0，在容积为2.0 L的密闭容器中充入2 mol SO2、1 mol O2，一定条件下达到平衡，SO3的体积分数为
。①该条件下反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) 的平衡常数为_____；②下列措施能使
增大的是_____。A．升高温度
B．保持温度和容积不变，再充入2 mol He
C．保持温度和容积不变，再充入2 mol SO2和1 mol O2
D．不用V2O5作催化剂，改用其它更高效催化剂
，反应混合体系SO3的百分含量和温度的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态），根据图示回答下列问题：
0（填“>”或“<”）。若在恒温恒容条件下，上述反应达到平衡，再给该平衡体系中通入SO3气体，容器内的压强 （填“增大”、“减小”或“不变”），平衡 移动（填“向正反应方何”、“逆反应方向’或“不”）若在恒温恒压条件下，上述反应达到平衡，再给该平衡体系中通人大量氮气后，体系重新达到平衡，此平衡与原平衡相比较，SO2的物质的量 __（填“增大”、“减小”或“不变”），O2的物质的量浓度 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
是水的离子积），则这两种溶液可为 （填字母）。 “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) 
（12分）根据我国目前汽车业发展速度,预计2020年汽车保有量超过2亿辆,中国已成为全球最大的汽车市场。因此，如何有效处理汽车排放的尾气，是需要进行研究的一项重要课题。目前，汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2，化学方程式如下：
2NO＋2CO
2CO2＋N2。为研究如何提高该转化过程反应速率，某课题组进行了以下实验探究。
【资料查阅】①不同的催化剂对同一反应的催化效率不同；
②使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。
【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律，设计了以下对比实验。
（1）完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
| 实验编号 | 实验目的 | T/℃ | NO初始浓度 mol/L | CO初始浓度 mol/L | 同种催化剂的比表面积 m2/g |
| Ⅰ | 为以下实验作参照 | 280 | 6.50×10-3 | 4.00×10-3 | 80 |
| Ⅱ | | | | | 120 |
| Ⅲ | 探究温度对尾气转化速率的影响 | 360 | | | 80 |
（2）计算第Ⅰ组实验中，达平衡时NO的浓度为__________________；
（3）由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率_____________
（填“增大”、“减小”、“无影响”）；
某同学对MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3在氯酸钾受热分解反应中的催化作用进行了研究。实验所得数据如下表。就本实验的有关问题，请填空：
| 实验编号 | KClO3（g） | 氧化物 | 产生气体（mL）（已折算为标况） | 耗时（s） | ||
| 化学式 | 质量（g） | 实际回收 | ||||
| 1 | 0.6 | — | — | — | 10 | 480 |
| 2 | 0.6 | MnO2 | 0.20 | 90% | 67.2 | 36.5 |
| 3 | 0.6 | CuO | 0.20 | 90% | 67.2 | 79.5 |
| 4 | 0.6 | Fe2O3 | 0.20 | 90% | 67.2 | 34.7 |
| 5 | 0.6 | Cr2O3 | 0.20 | 异常 | 67.2 | 188.3 |
（1）本实验的装置由下图三部分组成，其正确的接口连接顺序为 。
（2）为证明编号2的实验中MnO2起到催化作用，还要测定反应剩余物中MnO2的质量，实验的操作顺序是：溶解→ 。
（3）写出实验室中通过编号2制取氧气的化学方程式：
（4）从上表实验数据分析，对氯酸钾受热分解有催化作用的物质，按其催化能力从大到小的顺序为 （填物质的化学式）。
（5）在进行编号5的实验时，有刺激性的黄绿色气体产生，该气体可能是 （填化学式），可用 试纸检验该气体，上述异常现象产生的原因是 。
草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1mol·L－1 KHC2O4溶液中，下列关系正确的是
| A．c(K+)+c(H+) = c(HC2O4－)+c(OH－)+c(C2O42－) |
| B．c(HC2O4－)+c (C2O42－) =" 0.1" mol·L－1 |
| C．c(C2O42－) < c(H2C2O4) |
| D．c(K+) = c(H2C2O4)+c(HC2O4－)+c(C2O42－) |