题目内容
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） △H=+172.5kJ?mol-1则CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）的焓变△H= （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，多孔石墨做电极，该电池负极反应式为： 。若用该电池提供的电能电解60mL NaCl溶液，设有0.01molCH3OH完全放电，NaCl足量，且电解产生的Cl2全部溢出，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2.0L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[学科 | 达到平衡所x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tmin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＝-92.4kJ?mol-1。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N2浓度随时间变化如下图。不同实验条件下反应，N2浓度随时间变化如下图1。
图1 图2
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，其它条件相同，请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
(15分)（1）A D（２分） （2）-41.2kJ?mol-1 （2分）
（3）CH3OH(g) +H2O-6e-= CO2 +6H+ （2分）14（2分）
（4）
3CO2 + 5OH- = 2CO32- + HCO3- + 2H2O
（5）①使用催化剂（1分）。
② 
（2分，纵坐标起点可以大于0。Ⅲ比Ⅰ快1分，比Ⅰ少1分）
解析试题分析：⑴C(s)＋ H2O(g) CO(g) ＋H2(g) ΔH=" +131.3" kJ?mol-1，是吸热反应，升高温度平衡正向移动，A正确，增加碳的的用量不能增加反应物浓度，平衡不移动，B不正确，催化剂只加快反应速率，不能使平衡移动，C不正确，吸收剂吸收CO，减小生成物浓度，平衡正向移动，D正确，选A D。⑵根据盖斯定律：①C(s)＋ H2O(g) CO(g) ＋H2(g) ΔH=" +131.3" kJ?mol-1，②C（s）+ CO2（g） 2CO（g） △H=+172.5kJ?mol-1，①―②得：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）ΔH=―41.2kJ?mol-1 ，答案：―41.2kJ?mol-1。⑶甲醇燃料电池，甲醇作还原剂，在负极上发生氧化反应，用稀硫酸作电解质溶液，电极反应为：CH3OH(g) +H2O-6e-= CO2 +6H+ 。2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑, CH3OH(g) ~ 6e- ~ 6NaOH，0.01molCH3OH完全放电，生成0.06molNaOH，c(OH―)= 0.06mol/0.06L=1mol/l，pH="-lg" c(H＋ )=" -lg" 10-14=14.答案：CH3OH(g) +H2O-6e-= CO2 +6H+ 、 14；⑷
平衡常数为
n（CO2）=0，6mol；n（OH－）=0.2ml×5mol·L－1=1mol；
CO2+2OH－=CO32－+H2O；CO2+OH－=HCO3－；
依据反应n（CO2）：n（OH－）=0.6：1=3：5可知反应生成产物有碳酸钠和碳酸氢钠，根据物质的量之比，利用直平法得到离子方程式：3CO2+5OH－=2CO32－+HCO3－+2H2O；
故答案为：0.17 和3CO2+5OH－=2CO32－+HCO3－+2H2O；
⑸①N2(g)+3H2(g) 
2NH3(g) ΔH＝-92.4kJ?mol-1，为体积减小的反应，与实验Ⅰ比较，平衡不移动，不可能是改变压强，又反应速率加快，实验Ⅱ改变的条件为使用催化剂。答案：使用催化剂；
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其它条件相同，速率加快，平衡逆向移动，实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图
考点：考查了反应能量守恒的分析判断，化学平衡三段式计算方法，转化率的计算应用，平衡影响因素，平衡移动原理的应用，热化学方程式的书写，反应产物判断的计算应用，题目难度中等．
（19分）钒有金属“维生素”之称，研究发现钒的某些化合物对治疗糖尿病有很好的疗效。
工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2、CuO杂质除去并回收得到V2O5的流程如下：
请回答下列问题：
（1）步骤②、③的变化过程可表示为（HM为有机萃取剂）：
VOSO4 (水层)+ 2HM（有机层）
VOM2（有机层） + H2SO4 (水层)
步骤②中萃取时必须加入适量碱，其原因是 。
步骤③中X试剂为 。
（2）步骤④的离子方程式为
（3）该工艺流程中，可以循环利用的物质有 和 。
（4）操作Ⅰ得到的废渣，用 溶解，充分反应后， ，（填写系列操作名称）称量得到mg氧化铜。
(5）为了制得氨水，甲、乙两小组选择了不同方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中。
| | 实验装置 | 实验药品 | 制备原理 |
| 甲小组 | A | 氢氧化钙、氯化铵 | 反应的化学方程式为① |
| 乙小组 | ② | 浓氨水、氢氧化钠固体 | 分析产生氨气的原因③ |
某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究。
⑴ 下表是该小组研究影响过氧化氢（H2O2）分解速率的因素时采集的一组数据：
用10mL H2O2制取150mLO2所需的时间（秒）
① 该小组在设计方案时，考虑了浓度、a: 、b: 等因素对过氧化氢分解速率的影响。
② 从上述影响H2O2分解速率的因素a和b中任选一个，说明该因素对该反应速率的影响：
。
⑵ 将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入到5mL 5%的双氧水中，并用带火星的木
条测试。测定结果如下：
| 催化剂（MnO2） | 操作情况 | 观察结果 | 反应完成所需的时间 |
| 粉末状 | 混合不振荡 | 剧烈反应，带火星的木条复燃 | 3.5分钟 |
| 块状 | 反应较慢，火星红亮但木条未复燃 | 30分钟 |
① 写出H2O2发生的化学反应方程式 _______________ ______。
② 实验结果说明催化剂作用的大小与________ _________有关。
甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O为原料来制备甲醇：
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)……Ⅰ CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ……Ⅱ。
（1）将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100L反应室，在一定条件下发生反应I，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的P1 P2（填“<”、“>”或“=”），100℃时平衡常数的值为 。
（2）在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下，自发反应Ⅱ，生成甲醇。
③该反应的△H 0；若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是 。
| A．升高温度 | B．将CH3OH(g)从体系中分离 |
| C．充入He，使体系总压强增大 | D．再充入1mol CO和3mol H2 |
| 实验编号 | T(℃) | n(CO)/n(H2) | P（Mpa） |
| i | 150 | 1/3 | 0.1 |
| ii | | | 5 |
| iii | 350 | | 5 |
a．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
b．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，补画出在5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明压强。
CaO+2HBr ②2HBr+Hg
HgBr2+H2
_____ + ④2HgO
2Hg+O2↑
CO2(g)+H2(g) △H＜0
工业上“固定”和利用CO2能有效地减轻“温室’效应。有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH =－49.0 kJ·mol－1
（1）在相同温度和容积不变时，能说明该反应已达平衡状态的是
| A．n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶3∶1∶1 |
| B．容器内压强保持不变 |
| C．H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1 |
| D．容器内的密度保持不变 |
① a点正反应速率 逆反应速率(填“大于”、“等于”或“小于”)。
② 仅改变某一实验条件时，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线Ⅰ对应的实验条件改变是 ，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是 。
③ 在题给图中绘出加入催化剂对应的曲线。
④ 结合图给实线的数据，计算该温度时反应的化学平衡常数。（写出计算过程）
（3）甲醇可用以制燃料电池，常用KOH作电解质溶液，负极的电极反应式为： 。
Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2＋浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p－CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计] 控制p－CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298 K或313 K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验。
(1)请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/K | pH | c/10－3 mol·L－1 | |
| H2O2 | Fe2＋ | ||||
| ① | 为以下实验作参照 | 298 | 3 | 6.0 | 0.30 |
| ② | 探究温度对降解反应速率的影响 | | | | |
| ③ | | 298 | 10 | 6.0 | 0.30 |
[数据处理] 实验测得p－CP的浓度随时间变化的关系如上图。
(2)请根据上图实验①曲线，计算降解反应50～150 s内的反应速率：
v(p－CP)＝________mol·L－1·s－1。
[解释与结论]
(3)实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：_____________________________
(4)实验③得出的结论是：pH等于10时，________。
[思考与交流]
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：________。
常温下，在0.1mol/L的碳酸钠溶液中，下列离子浓度的关系式正确的是
A．2c(H2CO3)+c(HCO )+c(H+) = c(OH－) |
B．c(Na+) = c(HCO)+c(H2CO3)+ 2c(CO ) |
| C．c(Na+)＞c(H+)＞c(OH－)＞c(CO) |
| D．c(Na+)+c(H+) = c(HCO)+c(OH－)+ 2c(CO) |