题目内容
11．近年来全国各地长期被雾霾笼罩，雾霾颗粒中汽车尾气占20%以上．已知汽车尾气中的主要污染物为NOx、CO、超细颗粒（PM2.5）等有害物质．目前，已研究出了多种消除汽车尾气污染的方法．根据下列示意图回答有关问题：（1）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如图1：
写出该反应的热化学方程式：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183KJ/mol
（2）空燃比较易产生CO，有人提出可以设计反应2CO（g）═2C（s）+O2（g）来消除CO的污染．判断该设想是否可行，并说出理由：不合理，该反应焓增、熵减，任何条件下都不能自发进行或该反应△H＞0，△S＜0 则△G＞0．
（3）在汽车上安装三元催化转化器可实现反应：
（Ⅱ）2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H＜0．若该反应在恒压的密闭容器中进行，则下列有关说法正确的是C
A．其他条件不变，增大催化剂与反应物的接触面积，能提高反应速率，使平衡常数增大
B．平衡时，其他条件不变，升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减小
C．在恒温条件下，混合气体的密度不变时，反应达到化学平衡状态
D．平衡时，其他条件不变，增大NO的浓度，反应物的转化率都增大
（4）将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应（Ⅱ），经过相同时间内测量逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率（脱氮率即NO的转化率），结果如图2所示．以下说法正确的是C．
A．第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B．相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响
C．在该题条件下，两种催化剂分别适宜于55℃和75℃左右脱氮
（5）甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，其工作原理示意图如图3甲，
该燃料电池的电池反应式为 2CH3OH （g）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）
①负极的电极反应式为，氧气从口通入c（填b或c）
②用该原电池电解AgNO3溶液，若Fe电极增重5.4g，则燃料电池在理论上消耗的氧气的体积为280mL（标准状况）
分析 （1）根据能量变化图计算反应热，反应热=反应物的键能和-生成物的键能和，从而书写热化学方程式；
（2）根据△H-T△H＜0来判断反应的自发性；
（3）A．平衡常数是温度的函数，只与温度有关；
B．升高温度，化学反应速率加快；
C．这是一个气体体积变化的反应，密度不变相当于浓度不变；
D．增大NO的浓度，CO反应物的转化率增大，NO的转化率减小，得不偿失；
（4）A．催化剂只影响反应速率，不会改变转化率；
B．增大压强平衡向逆反应方向移动；
C．根据图象判断，脱氨率最高的点对应的温度应是最适宜温度；
（5）①燃料电池正极通氧气；
②根据转移电子守恒计算．
解答 解：（1）该反应中的反应热=反应物的键能和-生成物的键能和=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，所以N2和O2反应生成NO的热化学反应方程式为N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183kJ•mol-1；
故答案为：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183KJ/mol；
（2）2CO（g）=2C（s）+O2（g）（△H＞0、△S＜0）是一个焓增、熵减的反应，任何情况下不能自发进行，所以无法消除CO的污染，
故答案为：不合理，该反应焓增、熵减，任何条件下都不能自发进行或该反应△H＞0，△S＜0则△G＞0；
（3）A．平衡常数是温度的函数，只与温度有关，故增大催化剂与反应物的接触面积，平衡常数不变，故A错误；
B．升高温度，化学反应速率加快，正，逆反应速率都增大，故B错误；
C．这是一个气体体积变化的反应，密度不变相当于浓度不变，故能说明反应达到化学平衡状态，故C正确；
D．增大NO的浓度，CO反应物的转化率增大，NO的转化率减小，得不偿失，故反应物的转化率都增大错误，故D正确；
故答案为：C；
（4）A．催化剂不会影响转化率，只影响反应速率，所以第②种催化剂和第①种催化剂对转化率没有影响，故A错误；
B．反应为体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动，脱氮率减小，故B错误；
C．两种催化剂分别在55℃和75℃左右催化效率最高，说明此时催化剂的活性最大，故C正确；
故答案为：C；
（5）①燃料电池正极通氧气，故氧气从口通入c，故答案为：c；
②Fe电极增重5.4g，说明析出银是5.4g，则转移电子是5.4g÷108g/mol=0.05mol，所以根据电子得失守恒可知，消耗氧气是0.05mol÷4=0.0125mol，体积是0.0125mol×22.4L/mol=0.28L=280ml，故答案为：280．
点评 本题考查化学反应速率与化学平衡移动问题，化学平衡常数及影响因素，以及燃料电池，明确燃料电池中正负极上得失电子是解（5）题关键，题目难度不大．
阅读快车系列答案| A． | 标准状况下，4.48 L重水（D2O）中含有的中子数为2NA | |
| B． | 0.1mol乙烯和乙醇（C2H5OH，蒸汽）混合物完全燃烧所消耗的氧分子数一定为0.3NA | |
| C． | 常温常压下，15g乙烷分子中含有的共价键数目为3NA | |
| D． | 273K，101kPa下，14g乙烯与丙烯混合物中含有碳原子数目为3NA |
| 元素 | 结构及性质 |
| A | A单质是生活中的常见金属，它有两种氯化物，相对分子质量相差35.5 |
| B | B原子最外层电子数是内层电子总数的$\frac{1}{5}$ |
| C | C是常见化肥的主要元素，单质常温下呈气态 |
| D | D单质被誉为“信息革命的催化剂”，是常用的半导体材料 |
| E | 通常情况下，E没有最高正化合价，其单质之一是空气的一种主要成分 |
| F | F是周期表中元素原子半径最小的，其单质常温下是密度最小的气体 |
（2）B与C形成的化合物的化学式为Mg3N2，它属于离子（填“离子”或“共价”）化合物．
（3）①F与E可以形成原子个数比分别为2：1、1：1的两种化合物X和Y，A的一种氯化物能加速Y的分解，写出该过程的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
②F与C组成的两种化合物M和N所含的电子数分别与X、Y相等，则M的水溶液显碱性，N的结构式为
．（4）B～F各元素原子半径由小到大的顺序是Mg＞Si＞N＞O＞H （用元素符号表示）．
（5A的两种氯化物相互转化的离子方程式：2FeCl2+Cl2=2FeCl3、Fe+2FeCl3=3FeCl2．
（1）已知：写出SO2（g）与NO2（g）反应生成SO3（g）和NO（g）的热化学方程式SO2（g）+NO2（g）=SO3（g）+NO（g）△H=-41.8kJ/mol．
（2）向容积为1L密闭容器中分别充入0.10mol NO2和0.15mol SO2，在不同温度下测定同一时刻NO2的转化率，结果如图1所示．
①如图2a、c两点反应速率大小关系：υ（a）＜υ（c）．（填“＞”、“＜”或“=”）
②温度为T2时从反应开始经过2min达到b点，用SO3表示这段时间的反应速率为0.025mol•L-1•min-1，此温度下该反应的平衡常数为0.5，若在此温度下，保持容器的容积不变，再向容器中充入0.20mol NO2和0.30mol SO2，NO2的转化率不变．（填“增大”、“减小”或“不变”）
③NO2的转化率随温度升高先增大后减小的原因是：温度为T2，b点为平衡点，T2以前温度升高，反应速率加快，NO2转化率增大，T2以后，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，转化率减小．
（3）常温下用NaOH溶液吸收SO2，在吸收过程中，溶液pH随n（SO32-）：n（HSO3-）变化关系如表：
| n（SO32-）：n（HSO3-） | 91：9 | 1：1 | 9：91 |
| pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
②当向NaOH溶液中通入足量的SO2时，得到NaHSO3溶液，在pH为4～7之间电解，硫元素在阴极上被还原为Na2S2O4，这是电化学脱硫技术之一，写出该阴极的电极反应式2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O．
有机酸种类繁多，广泛分布于中草葯的叶、根、特别是果实中，是有机合成、工农业生产的重要原料，请回答下列有关问题：
1915年诺贝尔物理学奖授予HenryBragg和LawrenceBragg，以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献．（1）科学家通过X射线探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似，其中三种晶体的晶格能数据如表：
| 晶体 | NaCl | KC1 | CaO |
| 晶格能/（kJ•mol-1） | 786 | 715 | 3401 |
（2）科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如图，其中配位键和氢键均采用虚线表示．
①实验证明，用蒸汽密度法测得的H2O的相对分子质量比用化学式计算出来的相对分子质量要大，原因是水分子间存在氢键，氢键会使水分子成为缔合水分子，所以计算出来的相对分子质量较大．
②SO42-中S原子的杂化类型是sp3，与其互为等电子体的离子有ClO4-、PO43-（任写两种）
③已知[Cu（ NH3）4]2+具有对称的空间构型，[Cu（ NH3）4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，能得到两种不同结构的产物，用[Cu（NH3）4]2+的空间构型为平面正方形
④写出基态Cu2+的外围电子排布式3d9；金属钢采用面心立方堆积方式，已知Cu原子的半径为r pm，NA表示阿伏加徳罗常数，金属铜的密度是$\frac{4×64}{{N}_{A}（2\sqrt{2}r×1{0}^{-10}）^{3}}$ g/cm3（列出计算式）．
| A． | pH=10的CH3COONa溶液中，水电离产生的c（OH-）=1×10-10mol•L-1 | |
| B． | pH=a的氨水溶液，稀释10倍（溶液体积变为原来10倍）后，其pH=b，则a＜b+1 | |
| C． | pH=3的H2S溶液与pH=11的NaOH溶液任意比例混合：C（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HS-） | |
| D． | pH相同的①CH3COONa②NaHCO3③NaClO三种溶液的：c（Na+）大小顺序为①＜②＜③ |