题目内容
能源的开发利用与人类社会的可持续发展息息相关。
Ⅰ.已知：Fe2O3（s）＋3C（s）=2Fe（s）＋3CO（g）
ΔH1＝a kJ·mol－1
CO（g）＋
O2（g）=CO2（g） ΔH2＝b kJ·mol－1
4Fe（s）＋3O2（g）=2Fe2O3（s） ΔH3＝c kJ·mol－1
则C的燃烧热ΔH＝________ kJ·mol－1。
Ⅱ.（1）依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________（填序号）。
A．C（s）＋CO2（g）=2CO（g）
B．NaOH（aq）＋HCl（aq）=NaCl（aq）＋H2O（l）
C．2H2O（l）=2H2（g）＋O2（g）
D．2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）
若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池，请写出该原电池的负极反应：____________________________________________________________。
（2）某实验小组模拟工业合成氨反应N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，开始他们将N2和H2混合气体20 mol（体积比1∶1）充入5 L合成塔中，反应前压强为p0，反应过程中压强用p表示，反应过程中
与时间t的关系如图所示。
请回答下列问题：
①反应达平衡的标志是（填字母代号）________。
A．压强保持不变
B．气体密度保持不变
C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②0～2 min内，以c（N2）变化表示的平均反应速率为________。
③欲提高N2的转化率，可采取的措施有________。
A．向体系中按体积比1∶1再充入N2和H2
B．分离出NH3
C．升高温度
D．充入氦气使压强增大
E．加入一定量的N2
（3）25 ℃时，BaCO3和BaSO4的溶度积常数分别是8×10－9和1×10－10，某含有BaCO3沉淀的悬浊液中，c（CO32-）＝0.2 mol·L－1，如果加入等体积的Na2SO4溶液，若要产生BaSO4沉淀，加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是________ mol·L－1。
Ⅰ. 
Ⅱ.（1）D CO－2e－＋CO32-=2CO2
（2）①AC ②0.1 mol·L－1·min－1 ③AB （3）0.01
解析
阅读快车系列答案氮元素的化合物种类繁多，性质也各不相同。
（1）NO2有较强的氧化性，能将SO2氧化生成SO3，本身被还原为NO，已知下列两反应过程中能量变化如图所示：
则NO2氧化SO2的热化学方程式为_________________________________。
（2）在2L密闭容器中放入1mol氨气，在一定温度进行如下反应：
2NH3(g)
N2（g）+3H2（g），反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表
| 时间t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 总压强p 100 kPa | 5 | 5.6 | 6.4 | 6.8 | 7 | 7 |
则平衡时氨气的转化率为___________。
（3）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。在空气中完全燃烧生成氮气，当反应转移0.2mol电子时，生成气体在标准状况下的体积为______________。联氨溶于水可以发生与氨水类似的电离，试写出联氨在水溶液中的电离方程式：
__________________（写一步即可）。
（4）NH4+在溶液中能发生水解反应。在25℃时，0.1mol/L氯化铵溶液由水电离出的氢离子浓度为1×10-5 mol/L，则在该温度下此溶液中氨水的电离平衡常数Kb（NH3·H2O）=__________________。
2SO3(g) 
CH4、H2、C都是优质的能源物质，它们燃烧的热化学方程式为：
①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，
③C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1。
(1)在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活，甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水，放出的能量________(填“＞”“＜”或“＝”)890.3 kJ。
(2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH4＋CO2=2CO＋2H2，1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量，则：
①下图能表示该反应过程中能量变化的是________(填字母)。
②若将物质的量均为1 mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中，体系放出的热量随着时间的变化如图所示，则CH4的转化率为________。
(3)C(s)与H2(g)不反应，所以C(s)＋2H2(g)=CH4(g)的反应热无法直接测量，但通过上述反应可求出，C(s)＋2H2(g)=CH4(g)的反应热ΔH＝________。
(4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点，下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是________(填字母)。
| A．寻找优质催化剂，使CO2与H2O反应生成CH4与O2，并放出热量 |
| B．寻找优质催化剂，在常温常压下使CO2分解生成碳与O2 |
| C．寻找优质催化剂，利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2) |
| D．将固态碳合成为C60，以C60作为燃料 |
O2（g）=CO2（g） ΔH2＝b kJ·mol－1
2NH3（g） ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，开始他们将N2和H2混合气体20 mol（体积比1∶1）充入5 L合成塔中，反应前压强为P0，反应过程中压强用P表示，反应过程中
与时间t的关系如图所示。
CH3OH(g) ΔH
O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.84 kJ·mol－1我国工业上主要采用以下四种方法降低尾气中的含硫量：
| 方法1 | 燃煤中加入石灰石，将SO2转化为CaSO3，再氧化为CaSO4 |
| 方法2 | 用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化为(NH4)2SO4 |
| 方法3 | 高温下用水煤气将SO2还原为S |
| 方法4 | 用Na2SO3溶液吸收SO2，再电解转化为H2SO4 |
（1）方法1中已知：① CaO(s)＋CO2(g)＝CaCO3(s) ΔH=－178.3 kJ/mol
②CaO(s)＋SO2(g)＝CaSO3(s) ΔH=－402.0 kJ/mol
③2CaSO3(s)＋O2(g)＝2CaSO4(s) ΔH=－2314.8 kJ/mol
写出CaCO3与SO2反应生成CaSO4的热化学方程式：____；此反应的平衡常数表达式为：_____。
（2）方法2中最后产品中含有少量(NH4)2SO3，为测定(NH4)2SO4的含量，分析员设计以下步骤：
①准确称取13.9 g 样品，溶解；
②向溶液中加入植物油形成油膜，用滴管插入液面下加入过量盐酸，充分反应，再加热煮沸；
③加入足量的氯化钡溶液，过滤；
④进行两步实验操作；
⑤称量，得到固体23.3 g，计算。
步骤②的目的是：_____。步骤④两步实验操作的名称分别为： _____、_____。样品中(NH4)2SO4的质量分数：____（保留两位有效数字）。
（3）据研究表明方法3的气配比最适宜为0.75［即煤气（CO、H2的体积分数之和为90%）∶SO2烟气（SO2体积分数不超过15%）流量=30∶40］。用平衡原理解释保持气配比为0.75的目的是：_____。
（4）方法4中用惰性电极电解溶液的装置如图所示。阳极电极反应方程式为_____。