题目内容

“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：(将配平后的系数填在横线上)
__ C+ __ KMnO4+ ___ H2SO4→___CO2↑+ ___MnSO4 + ___K2SO4+ ___H2O 
当反应中有2．408×1024个电子发生转移时，还原剂的质量为              
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下两组数据：

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
x
2．0
1．6
2．4
6
2
900
2．0
1．0
0．4
1．6
3
 
①实验1中以v(CO2）表示的反应速率为            (要求2位有效数字，下同)；实验2达到平衡时CO的体积分数为             。
②若反应的平衡常数大，处理CO的效率高，则增大该反应平衡常数的措施有         。
③900℃时，该密闭容器中，加入4 molCO，3 mol H2O ，4mol CO2和2．4mol H2，比较此时正、逆反应速率的大小：v正 ______ v逆 （填“＞”、“＜”或“＝”)。
④一定条件下上述反应在某体积固定的密闭容器中进行，能说明该反应已经达到平衡状态的有    。 
A．容器中气体的平均分子量不随时间而变化   
B．消耗1molH2的同时消耗1molCO
C．容器中气体的密度不随时间而变化         
D．CO2的体积分数不随时间而变化     
（3）汽车尾气的排放对空气造成污染。目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效将尾气中的有害气体转化。如：
①CO (g)+NO2(g) ＝CO2(g) + NO (g)  ΔH ＝－a kJ／mol   (a＞0)
②  2CO (g)+2NO(g) ＝2CO2(g) )+ N2 (g)  ΔH ＝－b kJ／mol  (b＞0)
若用标准状况下3．36LCO还原NO2至N2(CO完全反应)时放出的热量为         kJ(用含a和b的代数式表示，下同)；并写出该反应的热化学方程式                                。

（1）5、4、6、5、4、2、6  （2分）；  12g （2分）
（2）① 0．13 mol·L-l· min-l（2分）； 0． 53（2分）
② 降低温度（2分）   ③ ＜（2分）  ④B D（2分）
（3）  3(2a+b)/80（2分） ；
4CO (g)+2NO2(g) ＝4CO2(g) )+ N2 (g) ΔH＝-(2a+b) kJ／mol （2分）

解析试题分析：（1）根据化合价升降法配平该反应，高锰酸钾中锰元素化合价降低5价，碳元素化合价升高4价，化合价升高数等于化合价降低数，所以高锰酸钾前的系数是4，碳单质前的系数是5，根据原子守恒，配平其他物质的系数，配平如下：5 C+ 4 KMnO4+ 6 H2SO4═ 5CO2↑ + 4MnSO4 + 2 K2SO4+ 6 H2O，该反应转移电子数是20，当反应中有2．408×1024个电子发生转移时，还原剂碳的质量设为m，则，解得m="12" g 。
（2）①实验1中达到平衡时生成CO2的物质的量等于H2的物质的量为1．6mol，所以v(CO2)==0．13 mol·L-l· min-l，
实验2达到平衡时CO的体积分数计算可根据三段法如下：
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
起始量/mol  2．0    1．0       0     0          
转化量/mol  0．4    0．4      0．4    0．4        
平衡量/mol  1．6    0．6      0．4    0．4       
实验2达到平衡时CO的体积分数为=0．53；
②根据三段法求出不同温度下的平衡常数，K(650℃)=，K(900℃)=，升高温度平衡常数减小，可知降低温度平衡正向移动，又改变压强对该反应平衡无影响，所以增大该反应平衡常数的措施只能是降低温度使平衡正向移动；
③该条件下的浓度积Qc==0．8＞K(900℃)，平衡向逆反应方向移动，则v正 ＜v逆；
④A、该反应为等体反应，反应前后总物质的量不变，气体质量守恒，所以气体的平均分子量不随时间而变化，错误；B、消耗1 mol H2的同时消耗1 mol CO，体现了正逆反应速率相等，正确；C、固定体积的密闭容器，质量不变，体积不变，所以密度也不改变，错误；D、CO2的体积分数不随时间而变化，正确；
（3）根据盖斯定律，①+②2得到：ΔH="-(2a+b)kJ/mol" ，3．36 L CO还原NO2至N2时放出的热量为。
考点：氧化还原反应的配平和计算，化学反应速率计算，平衡状态标志的判断，化学平衡的计算，盖斯定律的计算。

练习册系列答案
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研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为      。利用反应6NO2＋ 8NH37N2＋12 H2O也可处理NO2。当转移1.2 mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是      L。
（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）              ΔH="-196.6" kJ·mol-1
2NO（g）+O2（g）2NO2（g）              ΔH="-113.0" kJ·mol-1
则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH=      kJ·mol-1。
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是           。[来源:Z|xx|k.Com]
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变
d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6，则平衡常数K＝         。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH     0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是       。

高铁酸钾(K2FeO4)具有很强的氧化性，在生产、生活中有广泛应用。
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[已知：FeO42－＋3e－＋4H2OFe(OH)3＋5OH－]
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①完成氧化工序的离子方程式：

②除杂工序目的是除去Na２FeO4溶液中的杂质，除去的杂质主要有＿＿＿＿＿(写化学式)。
③转化工序控制在某温度下进行，则该温度下溶解度：Na２FeO4＿＿＿＿＿K2FeO4  (填“＞”、“＜”或“＝”)。
（3）实验室模拟工业电解法制取K2FeO4，装置如右图。

①此装置中电源的负极是＿＿＿＿(填“a”或“b”)。
②阳极的电极反应式为＿＿＿＿＿＿。
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①由图I可得出的结论：该反应的△Ｈ＿＿＿0(填“＞”、“＜”或“＝”)。
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食盐、碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的钠盐。请回答下列问题。
（1）碳酸氢钠的水溶液显__________性。（填“酸”、“碱”或“中”）。除去碳酸钠固体中混有的少量碳酸氢钠，反应的化学方程式为_________________。
（2）等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应时生成的CO2量，前者________后者（填“>”、“<”或“=”）。
（3）粗盐含有少量杂质（主要为CaCl2、MgCl2、Na2SO4等）。用粗盐制取“化学纯”级的NaCl，步骤为溶解、加过量a、加过量NaOH、加过量b、过滤、加适量盐酸，蒸发结晶得到“化学纯”级的NaCl固体。试剂a、b分别是________(填序号）
A.Na2CO3 BaCl2   B.BaCl2 Na2CO3     C.BaCl2  Na2SO4
（4）工业上用电解饱和食盐水的方法生产氯气和烧碱。
①某化工厂发生氯气泄漏事件，工作人员喷射NaOH溶液形成液幕，包围并吸收泄漏的氯气，其反应原理_________________________________（用离子方程式表示）。
②工业上可用氨检验输送氯气的管道是否漏气。反应方程式如下：
该反应中，____________元素被还原；该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为__________。

工业上利用含有一定浓度的I2和CuSO4溶液的工业废水制备饲料添加剂Ca(IO3)2,其生产流程如下：

已知：Ca(IO3)2微溶于水,溶于硝酸；Ksp(CuI)=1.1×10-12, Ksp(Cu2S)=2.5×10-48；
氧化性: HNO3＞IO3—＞H2O2 
（1）“还原”过程中主要反应的化学方程式为：2Na2S2O3＋I2 =       ＋ 2NaI。 
（2）在还原过程还伴随有CuI生成，写出加入Na2S的离子反应方程式                          。
（3）在氧化过程中先加入H2O2再加入浓硝酸，而不直接加入浓硝酸的目的是                     。
（4）加入的石灰乳在溶液中反应而得到Ca(IO3)2，则要调节pH至     （填“酸性” 或“中性”或“碱性”），原因是                                                              。
（5）Ca(IO3)2也可用电化学氧化法制取：先充分电解KI溶液，然后在电解后的溶液中加入CaCl2，最后过滤得到Ca(IO3)2。写出电解时阳极发生的电极反应方程式                           ,用该方法制取Ca(IO3)2，每1kg碘化钾理论上可生产纯度为97.8%Ca(IO3)2的质量为              ____kg（计算结果保留3位有效数字）。 

氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途，贯穿古今。
（1）水是人体的重要组成成分，是人体中含量最多的一种物质。而“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用如图表达。

试写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式：________________________________，
其中水为_______剂。
（2）氯化铵常用作焊接。如：在焊接铜器时用氯化铵除去铜器表面的氧化铜以便焊接，其反应为：
_____CuO+_____NH4Cl_____Cu+_____CuCl2+N2↑+_____H2O。
①配平此氧化还原反应方程式。
②该反应中，被氧化的元素是_______（填元素名称），氧化剂是_______（填化学式）。
（3）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1 500 ℃生成白磷，反应为：2Ca3（PO4）2+6SiO2=6CaSiO3+P4O10，10C+P4O10=P4+10CO。每生成1 mol P4时，就有_______mol电子发生转移。

在一百多种化学元素中，非金属占了23种。80%的非金属元素在社会中占重要位置。如C、N、O、Si、Cl等。
（1）氯元素原子最外电子层上有   种能量不同的电子，该元素的简单阴离子核外电子排布式是                  。
（2）由氮元素与硅元素组成的物质，可用于制造发动机的耐热部件，因为它属于       晶体，请写出该化合物的化学式            。
（3）下列事实能说明氯与氧两元素非金属性相对强弱的有           。（选填编号）
a．Cl原子最外层电子数比氧多
b．酸性：HCl＞H2O
c．ClO2中氯元素为+4价，氧元素为?2价
d．沸点：H2O＞HCl
与Cl2相比较，ClO2处理水时被还原成Cl－，不生成有机氯代物等有害物质。工业上可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备ClO2，反应如下：NaClO2 +HCl ClO2↑+___________________（没有配平）
（4）上述方程式中，缺项物质是___________，配平方程式，并在下面补全反应物系数。____NaClO2 +____HCl
（5）该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是       。生成0.2 mol ClO2转移电子的物质的量为_______ mol。
（6）ClO2对污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－和CN－等有明显的去除效果。某污水中含CN－a mg/L，现用ClO2将CN－氧化，只生成两种无毒气体。处理100m3这种污水，至少需要ClO2 _______ mol 。

现向含6 mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO3溶液，整个过程中含碘物质的物质的量与所加入KBrO3的物质的量的关系如图所示。

请回答下列问题：
（1）b点时，KI反应完全，则消耗的氧化剂与还原剂物质的量之比为            。
（2）已知b→c过程中，仅有一种元素发生化合价变化，写出并配平该反应的离子方程式           ________________________________________。
（3）n(KBrO3) = 4时，对应含碘物质的化学式为                 。

2KMnO4+16HCl=2MnCl2+5Cl2↑+8H2O+2KCl，在这个反应中，氧化剂是           ，氧化产物是             ，用双线桥标出电子的转移方向和数目                              。

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