15、2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家哈德·埃特尔，以表彰他在表面化学研究领域做出的开拓性贡献。表面化学领域的研究可以帮助我们了解众多纷杂的化学过程，如钢铁为何会生锈，燃料电池如何作用以及某些反应的催化剂是如何发挥其功能的，甚至可以解释臭氧层的消耗等。

(1)某校化学研究性学习小组的同在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH₃还原NO反应的催化性能。

若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装有不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通过滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的体积和浓度均相同)。为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)在汽车的排气管上安装“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)，它的作用是使CO、NO反应生成可能与大气环境中循环的无毒气体，并促使烃类物质充分燃烧。

①写出CO 和NO反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，该反应中作氧化剂的物质是　　　　　　　 。

②用CH₄催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。例如：

CH₄(g)+4NO₂(g)==4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H₁== -574kJ/mol

CH₄(g)+4NO(g)==2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H₂==

若1molCH₄还原NO₂至N₂，整个过程中放出的热量为867kJ，则△H₂==　　　 。

(3)①有人认为：该项研究可能使氨的合成反应在铁催化剂表面进行时效率大大提高，从而使原料利用率大大提高。请你应用化学基本理论对此观点进行评价：　　　　　 。

②合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成份是FeO 、Fe₂O₃，当催化剂中Fe²⁺与Fe³⁺的物质的量之比为1︰2时，其催化活性最大，以Fe₂O₃为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量的炭粉，发生反应如下：

2Fe₂O₃ +C=== 4 FeO + CO₂ ↑。为制得这种活性最大的催化剂，应向480g Fe₂O₃粉末中加入炭粉的质量是　　　　　　　　 。

14. (1)放热 (2)BCE(多选、漏选及错选均不给分)

(3)K=K₁/K₂ (4)75%　 (5)y=x

(6)0.44(或4/9)　　 (本题共12分，每空均2分)

14. 煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。

已知：CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)的平衡常数随温度的变化如下表：

试回答下列问题

(1)上述正向反应是：　　　　　　 　　反应(选填：放热、吸热)。

(2)在800℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有　　　　　 (选填A、B、C、D、E)。

(3)已知在一定温度下：C(s)+CO₂(g) 2CO(g)平衡常数K；

C(s) + H₂O(g) CO(g)+H₂(g)　 平衡常数K₁；

CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g) 平衡常数K₂ ，

则K、K₁、K₂之间的关系是：　　　　　　　　　 。

(4)若在500℃时进行，若CO、H₂O的起始浓度均为0.020 mol/L，在该条件下，CO的最大转化率为：　　　　　　　 。

(5)若在800℃进行，设起始时CO和H₂O(g)共为5mol，水蒸气的体积分数为x；平衡时CO转化率为y，则y随x变化的函数关系式为：y=　　　　　 。

(6)在VL密闭容器中通入10molCO和10mol水蒸气，在T℃达到平衡，然后急速除去水蒸气(除水蒸气时各物质的物质的量不变)，将混合气体燃烧，测得放出的热量为2842kJ(已知CO燃烧热为283kJ/mol，H₂燃烧热为286kJ/mol)，则T℃平衡常数K=　　　 。

13. ⑴ 2 CH₃OH(l)+3O₂(g)＝2CO₂(g)+4H₂O(l)　 △H＝－1452.8kJ·mol^－1

⑵ a＝－(6×391－3×436－945)＝－93

⑶ △H＝(4△H₁+△H₂－△H₃)/2＝+226.7kJ·mol^－1

13. 为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。

⑴ 实验测得，5g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：____________________________________。

⑵ 由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。

已知反应N₂+3H₂2NH₃　 △H＝a kJ·mol^－1。试根据表中所列键能数据估算a 的数值：_______________。

⑶ 依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。

已知：C(s，石墨)+O₂(g)＝CO₂(g)　 △H₁＝－393.5kJ·mol^－1

2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(l)　 △H₂＝－571.6kJ·mol^－1

2C₂H₂(g)+5O₂(g)＝4CO₂(g)+2H₂O(l)　 △H₃＝－2599kJ·mol^－1

根据盖斯定律，计算298K时由C(s，石墨)和H₂(g)生成1mol C₂H₂(g)反应的焓变：________________________________。

12.(1)黄铁矿为原料的生产中产生的废弃物太多，处理成本高(2分)

(2)C、D(2分)

(3)①净化气体 ②控制温度在400-500℃ ③增大催化剂与反应气体的接触面积(3分)

(4)①<(1分)；在1atm和298K条件下，2mol SO₂和1mol O₂完全反应生成2mol SO₃，放出196kJ热量,该反应为可逆反应,不可能进行完全,又因为反应温度为450℃,所以放出的热量小于(2分)

(5)93.4%　 (2分)　 (6) 　(2分)3．(15分)

12.工业制硫酸生产流程如下图：

(1)早期生产用黄铁矿为原料，但现在工厂生产硫酸用硫磺为原料，理由是　　　　　

(2)在催化反应室，下列措施中有利于提高SO₂平衡转化率的有　　　　　　　　　　　　　　

A．升高温度　　　 B．减少压强　 　C．不断补充SO₂和空气　　　 D．及时分离出SO₃

(3)在生产中，为提高催化剂效率采取了哪些措施？　　　　　　 　　　　　　　　　

(4)已知2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，ΔH＝－196 kJ·mol^－1。在450℃、常压和钒催化条件下向一密闭容器中充入2molSO₂和1molO₂,充分反应后,放出的热量______(填“<”“>”“=”)196kJ，理由是____________________________________________。

(5)经检测生产硫酸的原料气成分(体积分数)为SO₂7%、O₂11%、N₂82%。在500℃，0.1MPa条件下达到平衡时，各种气体的体积比为V(SO₂)：V(SO₃)：V(O₂)：V(N₂)＝0.46：6.5：7.7：82，则SO₂的利用率为　 　　　　　　　　　　　　

(6)在450℃、常压和钒催化条件下，在容积为VL的容器中加入2n molSO₂和n molO₂，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时O₂的转化率为x。则K和x的关系满足K＝　　　　　　　 。

11. (1)　 C、D． (2) 　S＝C＝O (3)石灰石 (4)在液氨HCl和CH₃COOH都是强酸，没有离子浓度的降低，故上述反应不能发生。　　 (5) 2CaSO₄·H₂O+3H₂O===2CaSO₄·2H₂O　 (6)电解质性质(每空2分)

10. 回答下列各题：

(1)随着人类对水的研究的不断深入，水的应用也越来越广泛。研究人员最近发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在20℃、1个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”。“热冰”有许多实用价值，如开发新药、用于纳米打印机等，还可能用来　　 　(填写序号)

　　　 A．代替干冰　　 B．防止冰川熔化　　 C．在室温下制作冰雕　 D．建室温溜冰场

(2)火星探测车在火星大气中检测到了气体A。资料显示，A分子是三原子分子，其相对分子质量为60，在地球环境下A易分解。粉未状的KSCN与一定浓度的硫酸在一定条件下可得到气体A和二种硫酸氢盐，，生成物的物质的量之比是1∶1∶1。则气体A的结构式是　　　　 。　　

(3)下列四种工业生产：①用海水为原料提取镁 ②制硅酸盐水泥 ③制普通玻璃　 ④制漂白粉。必需用到的共同原料的是　　 　　　　　　　　。

　　 (4)酸性强弱除了与物质本身属性有关外，还和溶剂有关，如CH₃COOH与HF在液氨中受NH₃影响可发生完全电离。那么在液氨中反应：CH₃COONa + HCl == NaCl + CH₃COOH 能否发生，为什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

(5)在汶川地震灾害中，不少难民骨折，医生常用石膏来固定骨折部位。石膏可分为熟石膏(CaSO₄·H₂O，一种白色粉末)和生石膏(CaSO₄·2H₂O，一种坚硬的固体)两种。石膏定型时发生的化学反应方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

　(6)除去氧化铝的铝片与镁片为电极，在X电解质溶液中构成原电池，列表如下：

由此推知，金属作电极不仅与本身性质相关，而且与　　　　　　　　　　　　 有关。

9. 答案．(8分)(1)0.025 mol/L·min(1分，单位不写或写错扣0.5分)

(2)略(1分)　　　 (3)a、c(2分，答对一个给1分；答错不给分)

(4)向正反应方向，不变(2分，各1分)

(5)(2分)