题目内容

(15分)含铬污水处理是污染治理的重要课题。污水中铬元素以Cr2O72-和CrO42-形式存在，常见除铬基本步骤是：

（1）加酸可以使CrO42-转化为Cr2O72-： 2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O
若常温下pH=1溶液中Cr2O72-浓度为0．1 mol?L-1，Cr2O72-浓度是CrO42-浓度的10倍，该化学平衡常数K=      。
（2）六价铬的毒性大约是三价铬的100倍，二氧化硫还原法是在酸性溶液中通SO2将Cr2O72-还原，反应的离子方程式为                                 。而后再加碱将Cr3+沉淀，已知常温下Ksp［Cr(OH)3］ =10-32,要使c(Cr3+)降低到10-5mol?L-1，溶液的pH应升高到    。
（3）电解还原法是利用电解产生的Fe2+将Cr2O72-还原为Cr3+．电解装置所用的电极材料是碳棒和铁片，其中铁片连接直流电源的      极。
（4）Cr(OH)3为绿色粘性沉淀，类似于Al(OH)3既溶于酸又能溶于强碱溶液。Cr(OH)3溶于稀硫酸的化学方程式为                                                    。往100．00mL 0．1000 mol?L-1CrCl3溶液滴加1．000mol?L-1NaOH溶液, 请画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系图:
（1）．1．0×105（2）3SO2 + Cr2O72- + 2H+ = 2Cr3+ + 3SO42- + H2O   5
（3） 正；4） 2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = 2Cr2(SO4)3 + 3H2O。
。

试题分析：（1）化学平衡常数。（2）在酸性溶液中通SO2将Cr2O72-还原为Cr3+，根据电子守恒及电荷守恒、原子守恒可得反应的离子方程式为3SO2 + Cr2O72- + 2H+ = 2Cr3+ + 3SO42- + H2O；常温下Ksp［Cr(OH)3］ =10-32, c(Cr3+)=10-5mol/L,c3(OH-)=10-32÷10-5=10-27．所以c(OH-)=10-9mol/L．则c(H+)=Kw÷c(OH-)=10-5mol/L,因此pH=5。（3）电解还原法是利用电解产生的Fe2+将Cr2O72-还原为Cr3+．电解装置所用的电极材料是碳棒和铁片，其中铁片若要失去电子变为Fe2+，则铁片要与电源的正极连接。Cr(OH)3与稀硫酸反应化学方程式为2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = 2Cr2(SO4)3 + 3H2O。n(Cr3+)=0．1L×0．100mol/L=0．01mol．向该溶液中加入NaOH首先发生反应：Cr3＋＋3OH-＝Cr(OH)3↓当n(NaOH)= 0．03mol，即NaOH的体积为30ml时沉淀达到最大值，再加入NaOH溶液，发生反应：Cr(OH)3+ OH-= CrO2-+ 2H2O，此时又消耗NaOH的物质的量为0．01mol,即再消耗10ml．，达到40ml时，沉淀完全溶解。之后再滴加NaOH溶液，也不会发生反应。生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系图为。
练习册系列答案
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（16分）碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是理想，更是一种值得期待的新的生活方式，请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应化学方程式为：
____C+____K2Cr2O7 +               ====___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2（SO4）3+ ____H2O  
请完成并配平上述化学方程式。
其中氧化剂是________________，氧化产物是_________________
（2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g）△H1＝－116 kJ·mol－1
①已知： △H2＝－283 kJ·mol－1
     △H3＝－242 kJ·mol－1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程为                     ；
②在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。请回答：

ⅰ）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是                
ⅱ）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g）的平衡常数K=                    。
③在某温度下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度(mol?L-1)变化如下表所示：
 
0min
5min
10min
CO
0.1
 
0.05
H2
0.2
 
0.2
CH3OH
0
0.04
0.05
   若5min～10min只改变了某一条件，所改变的条件是                        ；且该条件所改变的量是              。
下列图示与对应的叙述相符的是（  ）
           
图甲                    图乙              图丙                图丁
A．由图甲表示的反应速率随温度变化的关系可知该反应的ΔH＞0
B．图乙表示pH相同的盐酸与醋酸中分别加入水后溶液pH的变化，其中曲线a对应的是醋酸
C．图丙表示该反应为放热反应，且催化剂能改变反应的焓变
D．图丁表示向Na2CO3溶液中逐滴滴加稀盐酸，生成CO2与所加盐酸物质的量的关系
T℃时，A气体与B气体反 应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如图（Ⅰ）所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图（Ⅱ）所示。现向一体积可变的密闭容器中通入等物质的量的A气体和B气体，在恒温条件下发生反应达到平衡状态Ⅰ后，再升高到某温度，继续反应一段时间后达到平衡状态Ⅱ。下列叙述中正确的是（   ）

A．该反应在高温时才能自发进行
B．反应从开始到平衡状态Ⅰ的过程中，反应向正向进行，A的体积分数一直在减少
C．平衡状态Ⅰ到平衡状态Ⅱ的过程中，平衡向逆向移动，A的体积分数一直没有变化
D．反应从开始到平衡状态Ⅱ的过程中，平衡常数K和A的转化率都是先增大后减少
．（16分）Ⅰ．已知下列反应的热化学方程式为：
（1） C(s) + O2(g) = CO2(g)       △H1 =" -393.5" kJ/mol
（2） CH3COOH(l) + 2O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l)  △H2 =" -870.3" kJ/mol
（3） 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)      △H3 =" -571.6" kJ/mol
请计算:2C(s) + 2H2(g) + O2(g)= CH3COOH(l)   △H4 =                         。
Ⅱ．在某温度下，物质(t－BuNO)2在正庚烷或CCl4溶剂中均可以发生反应：
(t－BuNO)2　2(t－BuNO) 。该温度下该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.4。
（1）向1L正庚烷中加入0.50mol（t-BuNO）2，10min时反应达平衡，此时（t-BuNO）2的平衡转化率为60%（假设反应过程中溶液体积始终为1L）。反应在前10min内的平均速率为ν（t-BuNO）=      。列式计算上述反应的平衡常数K =　　　   　 。
（2）有关反应：(t－BuNO)22(t－BuNO) 的叙述正确的是（    ）
A．压强越大，反应物的转化率越大     B．温度升高，该平衡一定向右移动
C．溶剂不同，平衡常数K值不同
（3）通过比色分析得到40℃时(t－BuNO)2和(t－BuNO)浓度随时间的变化关系的几组数据如下表所示，请在同一图中绘出(t－BuNO)2和（t－BuNO）浓度随时间的变化曲线。

时间（min）
0
1
3
5
7
9
11
c(t－BuNO)2 mol/L
0.05
0.03
0.01
0.005
0.003
0.002
0.002
c(t－BuNO) mol/L
0
0.04
0.08
0.07
0.094
0.096
0.096
Ⅲ．甲醇燃料电池的电解质溶液是KOH溶液。则通甲醇的电极反应式为                                  。若通空气的电极上有32g O2参加反应，则反应过程中转移了       mol e－。
在恒温恒压下，向密闭容器中充入4molSO2和2molO2，发生如下反应：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） △H＜0。2min后，反应达到平衡，生成SO3为1.4mol,同时放出热量Q kJ，则下列分析正确的是
A．在该条件下，反应前后的压强之比为6：5.3
B．若反应开始时容器体积为2L，则v(SO3)＝0.35mol/(L·min)
C．若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应，平衡后n(SO3)＜1.4mol
D．若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应，达平衡时放出热量大于Q kJ
将氨基甲酸铵晶体置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+ CO2(g)。不能说明该分解反应达到平衡状态的是 （   ）

A．单位时间内生成1 mol CO2的同时消耗2 mol NH3
B．形成6个N—H键的同时有2个C=O键断裂
C．容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变
D．混合气体的密度不再改变的状态
（16分）I、用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+ CO2（g）+2H2O（g）     △H=" -574" kJ·mol-l 
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+ CO2（g）+ 2H2O（g）       △H=" -1160" kJ·mol-l
③H2O（g）=H2O（1）    △H=-44．0 kJ·mol-l
写出CH4（g）与NO2（g）反应生成N2（g）、CO2（g）和H2O（1）的热化学方程式____   。
II、开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。
（1）由碳的氧化物赢接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇，化学反应方程式：2CO（g）+4H2（g）－CH3CH2OH（g）+H2O（g）;若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成乙醇：CO的转化率（a）与温度、压强的关系如图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数：K=____     ；
②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则白反应开始到达平衡状态所需的时间tA    tC（填 “>”、“<”或“=”）。
（2）日前工业上也可以用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）   CH3OH（g）+H2O（g）△H<0，若将6mo1 CO2和8mol H2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示（实线）。
①若改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变可能是       ，曲线II对应的实验条件改变可能是____  。
②请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。

III、用MnO2制KMnO4的工艺流程如图：电解池中两极材料均为碳棒，在水或酸性溶液中K2MnO4发生歧化而变成MnO2和KMnO4。

①写出240℃熔融时发生反应的化学方程式              ，投料时必须满足n（KOH）:n（MnO2）              。
②阳极的电极反应为                   。
③B物质是          （填化学式），可以循环使用的物质是           （填化学式）。
反应aM(g)＋bN(g)  cP(g)＋dQ(g)达到平衡时，M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示．其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比．下列说法正确的是(　　)
A．同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加
B．同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加
C．同温同z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加
D．同温同压时，增加z，平衡时Q的体积分数增加

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