题目内容

燃煤废气中的氮氧化物（NOx）、二氧化碳等气体，常用下列方法处理，以实现节能减排、废物利用等．
（1）对燃煤废气进行脱硝处理时，常利用甲烷催化还原氮氧化物：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-570kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
则CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=
 
．
（2）将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：2CO2（g）+6H2（g）
催化剂
CH3OCH3（g）+3H2O（g）
已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见图：

①此反应为
 
（填“放热”、“吸热”）；若温度不变，提高投料比[
n(H2)
n(CO2)
]，则K将
 
（填“增大”、“减小”或“不变”）．
②若用甲醚作为燃料电池的原料，请写出在碱性介质中电池正极的电极反应式
 
．
③在a MPa和一定温度下，将6mol H2和2mol CO2在2L密闭容器中混合，当该反应达到平衡时，测得平衡混合气中CH3OCH3的体积分数约为16.7%（即
1
6
），此时CO2的转化率是多少？（在答题卡的方框内写出计算过程，计算结果保留2位有效数字）
考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池,化学平衡的计算
专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题
分析：（1）根据盖斯定律用已知的反应来求未知反应的焓变；
（2）①由图可知温度越高，CO2转化率越小，则平衡逆移；平衡常数K只与温度有关；根据温度对平衡的影响分析△H的符号；
②甲醚作为燃料电池的原料．甲醚在负极失电子发生氧化反应，依据电极书写方法写出电极反应；
③利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量，根据平衡混合气中CH3OCH3的体积分数约为16.7%求出二氧化碳的转化量，再求转化率．
解答： 解：（1）因盖斯定律，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的．两式相加，可得
2CH4（g）+4NO2（g）=2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1730 kJ/mol，所以CH4（g）+NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-865 kJ/mol，
故答案为：-865 kJ?mol-1；
（2）①由图可知温度越高，CO2转化率越小，则平衡逆移，所以升高温度，K减小；K只受温度影响，若温度不变，提高投料比，则K不变；因为温度越高，CO2转化率越小，则平衡逆移，所以该反应正方向为放热反应，即△H＜0，
故答案为：放热；不变；
②若用甲醚作为燃料电池的原料，甲醚在负极失电子反应氧化反应，氧气在正极上发生得电子的还原反应，在碱性介质中电池正极的电极反应式：O2+4e-+2H2O═4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O═4OH-；
③设CO2物质的量变化量为xmol，则：
             2CO2（g）+6H2（g）?CH3OCH3（g）+3H2O（g）
开始（mol/L）：1       3         0             0
变化（mol/L）：x      3x        0.5x         1.5x
平衡（mol/L）：1-x    3-3x      0.5 x         1.5x
测得平衡混合气中CH3OCH3的体积分数约为16.7%（即
1
6
），
所以
0.5x
1-x+3-3x+0.5x+1.5x
×100%=16.7%，解得x=0.80，
则CO2的转化率为：
0.8
1
×100%=80%，
答：CO2的转化率是80%．
点评：本题考查了盖斯定律的应用及热化学方程式的书写、影响平衡移动及平衡常数的因素、化学平衡的有关计算、原电池原理；侧重于反应原理的应用的考查，题目难度中等，注意燃料电池中电解质溶液的酸碱性对电极反应的影响．
练习册系列答案
相关题目
有某硫酸和硝酸的混合溶液1L，其中含有硫酸的浓度为2mol?L-1，含硝酸的浓度为1mol?L-1，现向其中加入48g铜粉，充分反应后（假设只生成NO气体），最多可收集到标准状况下的气体的体积为（　　）
A、4.48LB、5.6L
C、8.4LD、11.2L
分子式为C5H11Cl的有机物在一定条件下可水解生成C5H12O，已知C5H12O最终能被氧化生成C5H10O2，则符合此条件的C5H11Cl的同分异构体有（　　）
A、3种B、4种C、6种D、8种
Ⅰ、CO和H2的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，焦炭、天然气（主要成分为CH4）、重油、煤在高温下均可与水蒸气反应制得合成气．
（1）已知某反应的平衡常数表达式为：K=
c(H2)?c(CO)
c(H2O)
，它所对应的化学方程式为：
 
．
（2）向体积为2L的密闭容器中充入CH4和H2O（g）组成的混合气（共1mol），在一定条件下发生反应，并达到平衡状态，测得温度、压强、投料比X〔
n(CH4)
n(H2O)
）对该反应的影响如图所示．

①图1中的两条曲线所示投料比的关系X2
 
 X1（填“=”“＞”或“＜”下同）
②图2中两条曲线所示的压强比的关系：P2
 
P1
（3）以CH4、O2为原料可设计成燃料电池：
①设装置中盛有150.0mL 1.0mol/L KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为4.48L，放电过程中转移电子的物质的量为
 
．
②以H2SO4溶液代替KOH溶液为电解质溶液，则燃料电池的负极反应式为：
 
．
Ⅱ、（1）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：
已知：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-a kJ?mol-1；
CH3OH（g）═CH3OH（l）△H=-b kJ?mol-1；
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-c kJ?mol-1；
H2O（g）═H2O（l）△H=-d kJ?mol-1，
则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为：
 
．
（2）已知某温度下Mg（ OH）2的Ksp=6.4xl0-12，当溶液中c（Mg2+）≤1.0×10 -5mol?L-1可视为沉淀完全，则应保持溶液中c（OH-）≥
 
mol?L-1．
X、Y、Z、Q、M为常见的短周期元素，其原子序数依次增大．有关信息如下表：
 X 动植物生长不可缺少的元素，是蛋白质的重要成分
Y 地壳中含量位居第一位
Z 短周期中，其原子半径最大
Q 生活中大量使用其合金制品，工业上可用电解其氧化物的方法制备
M 海水中大量富集的元素之一，其最高正化合价与负价的代数和为6
请用对应元素的化学符号或化学式回答下列问题：
（1）X在周期表中的位置为
 
；X的气态氢化物的大量生产曾经解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题．请写出该气态氢化物的电子式
 
．
（2）已知37Rb和53I都位于第五周期，分别与Z和M同一主族．下列有关说法中正确的是
 
（填序号）．
a．原子半径：Rb＞I               b．RbM中含有共价键
c．气态氢化物热稳定性：M＞I
d．Rb、Q、M的最高价氧化物对应的水化物可以两两发生反应
（3）化合物QX导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料，其抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料．可用Q的氧化物、焦炭和X的单质在高温下生成QX．已知每生成1mol QX，消耗18g碳，吸收a kJ的热量．据此，写出以上制取QX的热化学方程式
 
．
（4）X、Y组成的一种无色气体遇空气变为红棕色．将标准状况下40L该无色气体与15L氧气通入一定浓度的NaOH溶液中，恰好被完全吸收，同时生成两种盐．请写出该反应的离子方程式
 
．
神舟十号飞船是中国“神舟”号系列飞船之一，它是中国第五艘搭载太空人的飞船．神舟十号飞船发射成功后，将与2011年发射升空的天宫一号目标飞行器进行交会对接，开展相关空间科学试验．火箭推进器是成功发射的重要因素，事实上，推进器的发展经历了一个漫长的过程．
（1）20世纪前，黑火药是世界上唯一的火箭推进剂，黑火药是由硝酸钾、硫磺、木炭组成，黑火药爆炸的化学方程式为：S+2KNO3+3C═K2S+N2↑+3CO2．
（I）K2S的电子式为
 
，C02的结构式为
 
．
②已知S和氯水反应会生成两种强酸，其离子方程式为
 

③取黑火药爆炸后的残留固体，加水溶解过滤，得到滤液．写出检验此溶液中是否含有K+的实验操作方法．
 

（2）20世纪60年代，火箭使用的是液体推进剂，常用的氧化剂有四氧化二氮、液氧等，可燃物有麟（N2H4）、液氢等．
①肼（N2H4）溶于水显碱性，其原理与氨相似，但其碱性不如氨强，写出其溶于水呈碱性的离子方程式：
 

②一种与N2H4电子数相等的绿色氧化剂，能将油画表面黑色的PbS氧化成白色的PbSO4，使油画变白、翻新，化学方程式为：
 
．
（3）以上的火箭推进剂一般含有氮元素，含氮化合物种类丰富．有一含氮化合物，具有很强的爆炸性，86g该化合物爆炸分解会生成标况下N2 67.2L和另一种气体单质H2．写出其爆炸的化学方程式
 
．
常见的五种盐A、B、C、D、E，它们的阳离子可能是Na+、NH4+、Cu2+、Ba2+、Al3+、Ag+、Fe3+，阴离子可能是Cl一、NO3-、SO42-、CO32-．已知：
①五种盐均溶于水，水溶液均为无色．
②D的焰色反应呈黄色．
③A的溶液呈中性，B、C、E的溶液呈酸性，D的溶液呈碱性．
④若在这五种盐的溶液中分别加入Ba（NO3）2溶液，只有A、C的溶液不产生沉淀．
⑤若在这五种盐的溶液中，分别加入氨水，E和C的溶液中生成沉淀，继续加氨水，C中沉淀消失．
⑥把A的溶液分别加入到B、C、E的溶液中，均能生成不溶于稀硝酸的沉淀．
回答下列问题：
（1）五种盐中，一定没有的阳离子是
 
；所含的阴离子相同的两种盐的化学式是
 
．
（2）D的化学式为
 
，D溶液显碱性原因是（用离子方程式表示）
 
．
（3）A和C的溶液反应的离子方程式是：
 
；E和氨水反应的离子方程式是：
 
．
（4）若要检验B中所含的阳离子，正确的实验方法是
 
．
两电极均为铂电极电解某二价金属M的硫酸盐溶液2L，通电一段时间后，在一个电极上收集到22.4L（标准状态）的氧气，在另一个电极上析出128g的金属M．求：
（1）金属M的名称．
（2）通电后，溶液中H+的溶度（溶液体积变化忽略不计）．
对于混合物的分离或提纯，常采用的方法有：过滤、蒸发、蒸馏、萃取、洗气、加热分解等．下列各组混和物的分离或提纯应采用什么方法？
①实验室中的石灰水久置，液面上常悬浮有CaCO3微粒．可用
 
的方法除去Ca（OH）2溶液中悬浮的CaCO3微粒．
②除去H2中的CO2，可用
 
的方法除去．
③除去乙醇中溶解的微量食盐可采用
 
的方法．
④粗盐中含有不溶性的泥沙、可溶性的氯化钙、氯化镁及一些硫酸盐．要将粗盐提纯，可先将粗盐溶解，按一定的顺序加入沉淀剂，再
 
；然后将溶液调成中性并
 
就可以得到较为纯净的氯化钠．
⑤除去氧化钙中的碳酸钙可用
 
的方法．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网