题目内容
【题目】甲烷是一种重要的基础化工原料，不仅可制备多种重要有机产品，还可用于环境保护。请回答下列问题：
（1）用甲烷催化还原氮的氧化物可消除氮氧化物的污染。已知：
反应过程（2）是__反应（填“放热”或“吸热”），甲烷还原NO2生成H2O(g)、N2和CO2时的热化学方程式是__。
（2）工厂利用甲烷与氯气的反应原理制取氯甲烷，为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4，以减少其对臭氧层的破坏。化学家研究在催化条件下，通过下列反应：CCl4(g)+H2(g)
CHCl3(g)+HCl(g)，使CCl4转化为重要的化工原料氯仿(CHCl3)（不考虑副反应）。在固定容积为2L的密闭容器中，该反应达到平衡后，测得如下数据：
实验 序号 | 温度℃ | 初始n(CCl4)( mol) | 初始n(H2)( mol) | 平衡时n(CHCl3)( mol) |
1 | 110 | 0.8 | 1.2 | |
2 | 110 | 2 | 2 | 1 |
3 | 100 | 1 | 1 | 0.6 |
①此反应在110℃时平衡常数为___。
②实验l中，CCl4的转化率为__。
③判断该反应的正反应是__（填“放热”或“吸热”），理由是__。
④为提高实验3中CCl4的转化率，可采取的措施是__。
a.使用高效催化剂
b.向容器中再投入1molCCl4和1molH2
c.温度升高到200℃
d.向容器中再投入1molHCl
e.向容器中再投入1molH2
【答案】吸热 2CH4(g)+4NO2(g)=2CO2(g)+2N2(g)+4H2O(g)△H=-1734kJ/mol 1 60% 放热 温度为100℃时，K=2.25，大于110℃时的平衡常数，说明升高温度，反应逆向移动，则该可逆反应的正反应为放热反应 e
【解析】
（2）涉及化学平衡常数的计算，根据化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，据此进行计算分析。
（1）由反应过程（2）图可知，反应物总能量小于生成物总能量，所以反应过程（2）吸热；由反应过程（1）图可知，反应过程（1）的热化学方程式：CH4(g)+4NO2(g)=CO2(g)+4NO(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol①，由反应过程（2）图可知，反应过程（2）的热化学方程式：
CO2(g)+N2(g)+H2O(g) =CH4(g)+2NO(g) △H=+580kJ/mol②，
得：2CH4(g)+4NO2(g)=2CO2(g)+2N2(g)+4H2O(g) △H=
。故答案为：吸热；2CH4(g)+4NO2(g)=2CO2(g)+2N2(g)+4H2O(g) △H=-1734kJ/mol；
（2）①利用“三段式”进行计算：
由表中数据可知，110℃时，c(CHCl3)=
，由题有：
则平衡常数K=
，故答案为：1；
②由表中数据可知，实验1和实验2温度相同，则二者的化学平衡常数也相同，由题有：初始c(CCl4)=
，c(H2)=
。设CCl4的转化率为a，则：
则平衡常数
，解得：a=0.6，故答案为：60%；
③由表中数据可知，在100℃时，c(CCl4)=，c(H2)=，平衡时c(CHCl3)=
，利用“三段式”计算如下：
则平衡常数K=
＞1，即温度为100℃时，K=2.25，大于110℃时的平衡常数，说明升高温度，反应逆向移动，则该可逆反应的正反应为放热反应。故答案为：放热；温度为100℃时，K=2.25，大于110℃时的平衡常数，说明升高温度，反应逆向移动，则该可逆反应的正反应为放热反应；
④a．使用高效催化剂，平衡不移动，CCl4
b．向容器中再投入1molCCl4和1molH2，根据等效平衡，化学平衡不移动，CCl4的转化率不变，b项错误；
c．温度升高到200℃，平衡逆向移动，CCl4的转化率减小，c项错误；
d．向容器中再投入1molHCl，平衡逆向移动，CCl4的转化率减小，d项错误；
e．向容器中再投入1molH2，平衡正向移动，CCl4的转化率增大，e项正确；
答案选：e。
【题目】根据实验室制定硫酸铜结晶水含量的实验，填写下列空白：
实验步骤为：①研磨；②准确称取2.0g已经研碎的硫酸铜晶体；③加热；④冷却；⑤称量；⑥重复③至⑤的操作，直至………；⑦根据实验数据计算硫酸铜晶体里结晶水的含量。请回答相关问题：
(1)步骤①需要的实验仪器是____________，步骤④需要使用的仪器是____________，使用此仪器的目的是防止无水硫酸铜在冷却过程中吸收空气中的水蒸气。
(2)步骤③所用的大部分仪器如下图，在空格中填入仪器的名称：
步骤⑥操作位重复③至⑤的操作，直至_______________________________________
(3)某学生实验后得到以下数据：
加热前质量 | 加热后质量 | |
m1（容器） | m2（容器+晶体） | m3（容器+无水硫酸铜） |
5.400 | 7.900 | 6.800 |
计算：试验测定1mol硫酸铜晶体的结晶水：x=_________________________________，
本次实验的相对误差为______________________。（保留2位小数）
(4)若操作正确，但实验测得的硫酸铜晶体里结晶水的含量偏低。其原因可能是__________（填编号）
A被测样品中含有加热不挥发的杂质 B被测样品中含有加热易挥发的杂质
C实验前被测样品已有部分失水 D加热前所用的坩埚未完全干燥
(5)用重量法测定绿矾（FeSO4xH2O）中结晶水含量，加热失水时必须不断通入氮气，装置如图，
说明反应必须在氮气环境中的原因：
_________________________________________________________________________。
