题目内容

1．工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物（NOx）、CO2、SO2等气体，严重污染空气．对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用．
Ⅰ．脱硝：已知：H2的燃烧热为285.8kJ•mol-1
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+133kJ•mol-1
H2O（g）=H2O（l）△H=-44kJ•mol-1
催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=-1100.2kJ•mol-1
Ⅱ．脱碳：向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，在适当的催化剂作用下，发生反应：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（l）+H2O（l）
（1）①该反应自发进行的条件是低温（填“低温”、“高温”或“任意温度”）
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是de．
a、混合气体的平均式量保持不变      b、CO2和H2的体积分数保持不变
c、CO2和H2的转化率相等           d、混合气体的密度保持不变
e、1mol CO2生成的同时有3mol H-H键断裂
（2）产物甲醇可以用作燃料电池，该电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气．负极发生的电极反应式是2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2．

分析 Ⅰ、依据热化学方程式和盖斯定律计算所得热化学方程式；
Ⅱ、（1）①自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，结合反应特征分析判断需要的条件；
②平衡标志是正逆反应速率相同，个组分含量保持不变，原则是变量不变分析选项；
（2）燃料燃烧时，原电池中负极上燃料失电子发生氧化反应．

解答 解：Ⅰ． 已知：H2的热值为142.9KJ•g-1 ，燃烧热为285.8KJ/mol，
①H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（l）△H=-285.8KJ/mol
②N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+133kJ•mol-1
③H2O（g）=H2O（l）△H=-44kJ•mol-1
①×4-②-③×4得到催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=-1100.2kJ•mol-1；
故答案为：4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=-1100.2kJ•mol-1；
Ⅱ．（1）①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），熵变△S＜0，则反应焓变△H＜0，低温下满足△H-T△S＜0
故答案为：低温；
②CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），
a、混合气体的平均式量始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；   
b、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，按照1：3反应，所以过程中CO2和H2的体积分数始终保持不变，故b错误；
c、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，按照1：3反应，CO2和H2的转化率始终相等，不能确定反应是否达到平衡状态，故c错误；          
d、反应物是气体，生成物是液体，混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡状态，故d正确；
e、1mol CO2生成的同时有3mol H-H键断裂，说明正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故e正确；
故答案为：d e；
（2）甲醇燃料电池工作时，原电池中负极上燃料甲醇失电子发生氧化反应：2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2，故答案为：2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2．

点评 本题考查了热化学方程式书写，平衡影响因素分析判断，平衡计算的分析应用，注意恒温恒容和恒容绝热容器的分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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11．碘是人体必需的微量元素之一．在市场中购买的加碘盐加入的是（　　）
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12．下列物质属于硅酸盐的是（　　）
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9．己知单位体积的稀溶液中，非挥发性溶质的分子或离子数越多，该溶液的沸点就越高．则下列溶液沸点最高的是（　　）
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16．海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，主要以碘化物形式存在．有一化学课外小组用海带为原料制取少量碘单质，他们将海带灼烧成灰，用水浸泡一段时间（以让碘化物充分溶解在水中），得到海带灰悬浊液，然后按以下实验流程提取单质碘：

（1）灼烧海带时需要用到的实验仪器是BDE（从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处）．
A．烧杯  B．蒸发皿  C．表面皿  D．铁架台（带铁圈）  E．酒精灯
（2）指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①过滤，②萃取．
（3）操作②中所用的有机试剂可以是CCl4（只填一种），简述选择其理由不溶于水且溶解碘的能力远大于水．
（4）操作过程②可以分解为如下几步：
A．把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；
B．把50mL碘水和15mL有机溶剂（你所选的）加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；
C．检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；
D．倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；
E．旋开活塞，用烧杯接收溶液；
F．从分液漏斗上口倒出上层液体；
G．将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准；
H．静置、分层．
a．上述G步操作的目的是：平衡压力便于液体流出；
b．最后碘的有机溶液是通过漏斗下口获得（填“漏斗上口”或“漏斗下口”）．
6．如图中曲线为一定压强下NO的平衡转化率与温度的关系，图中a、b、c、d四点表示不同温度、压强下2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）达到平衡时NO的转化率，则压强最大的点为（　　）
A．aB．bC．cD．d
7．以下是我校化学兴趣小组的同学测定厨房食醋中醋酸浓度的实验，请你参与并完成相关实验：
①用NaOH固体配0.10mol•L-1NaOH溶液1L
②取5mL食醋稀释至50mL
③取稀释后的食醋10mL放入锥形瓶中，滴入指示剂
④用NaOH标准液进行滴定
⑤滴定重复进行三次，求出滴定中所用标准液体积的平均值．
根据以上操作，回答下列问题：
（1）从下列选项中选出①、③操作中需要的仪器，用序号回答：bd．
a．250mL容量瓶   b．1000mL容量瓶   c．碱式滴定管     d．酸式滴定管
（2）设⑤中所得标准液平均值为7.50mL，则食醋中醋酸的浓度为0.75mol•L-1，该醋酸与同物质的量浓度的盐酸均稀释至pH=4，加入水的体积：醋酸的＜盐酸的（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）若滴定管用水洗净后，未用标准液润洗，则食醋的浓度偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”，下同）；若锥形瓶用水洗净后，再用待测液润洗，则食醋的浓度偏高．
（4）该实验选用的指示剂最合适的是B．
A．甲基橙       B．酚酞       C．石蕊
（5）如图是滴定管、量筒、温度计等玻璃仪器的一 部分，下述读数（虚线刻度）及说法正确的是B．
A．①是量筒，读数为2.5mL
B．②是量筒，读数为2.5mL
C．③是滴定管，读数为2.5mL
D．②是温度计，读数是2.5℃
4．Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水．在中性或碱性环境中稳定．
Ⅰ．制备Na2S2O3•5H2O
反应原理：Na2SO3（aq）+S（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）
实验步骤：
①称取15g Na2SO3加入圆底烧瓶中，再加入80ml蒸馏水．另取5g研细的硫粉，用3ml乙醇润湿，加入上述溶液中．
②安装实验装置（如图所示，部分加持装置略去），水浴加热，微沸60分钟．
③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O3•5H2O，经过滤，洗涤，干燥，得到产品．
回答问题：
（1）硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是使硫粉易于分散到溶液中．
（2）仪器a的名称是冷凝管，其作用是冷凝回流．
（3）产品中除了有未反应的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是Na2SO4，检验是否存在该杂质的方法是取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4．
（4）该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子方程式表示其原因：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O．
Ⅱ．测定产品纯度
准确称取Wg产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.1000mol•L?1碘的标准溶液滴定．
反应原理为：2S2O32?+I2=S4O62-+2I?
（5）滴定至终点时，溶液颜色的变化：由无色变为蓝色．
（6）滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为18.10mL．产品的纯度为（设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M）$\frac{3.620×1{0}^{-3}Mg}{Wg}$×100%．
Ⅲ．Na2S2O3的应用
（7）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42?，常用作脱氧剂，该反应的离子方程式为S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+．
5．乙烯和苯是来自煤和石油的两种重要化工原料，请回答：
（1）乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志．
（2）苯不能（填“能”或“不能”）使高锰酸钾酸性溶液褪色．
（3）在一定条件下，乙烯和苯都能与溴发生反应．
①请补充下列反应：CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br．
②苯和溴反应方程式为：，该反应属于取代（填“取代”或“加成”）反应．

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