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 |

则CO(g)+H2O(g)

(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇,CO(g)+2H2(g)

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:

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)

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。

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![]() |
B.c(Na+) = c(HCO![]() ![]() |
C.c(Na+)>c(H+)>c(OH-)>c(CO![]() |
D.c(Na+)+c(H+) = c(HCO![]() ![]() |