题目内容

随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张面临着越来越严重的问题，煤经过化学加工可转化为气体或液体以及各种化工产品，从而提高了煤的利用率．
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为：
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.5kJ?mol-1
①该反应的平衡常数表达式为
 
．
②下列措施中，不能提高碳的转化率的是
 
（填字母序号）
a．容器的体积不变，增加水蒸气的物质的量   b．缩小容器的体积，增大压强
c．及时将水煤气从容器中移走               d．其他条件不变，升高温度
③又知C（s）+CO2 （g）?2CO（g）△H=+172.5kJ?mol-1
则CO（g）+H2O（g）?CO2 （g）+H2（g）的焓变（△H）为
 
．
（2）CO和H2在一定条件下可反应生成甲醇，CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．甲醇作为一种可再生能源燃料，可用于燃料电池．如图是甲醇燃料电池的原理示意图：
①a处通入的是
 
（填物质名称），该电池工作过程中，H+的移动方向为从
 
到
 
（填“左”或“右”）．
②该电池正极反应式为
 
．
③若用该电池提供的电能电解600ml 0.2mol?L-1NaCl溶液，设有0.01mol CH3OH完全放电，且电解产生的Cl2全部溢出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解时阴极反应式为
 
，电解结束后所得溶液的pH=
 
．若向电解后的溶液加入适量的醋酸至溶液的pH恰好等于7（反应前后忽略溶液体积的变化），则此时溶液中c（Na+）：c（CH3COO-）=
 
．
考点：化学平衡常数的含义,反应热和焓变,化学电源新型电池,化学平衡的影响因素
专题：化学平衡专题,电化学专题
分析：（1）①依据化学方程式和平衡常数概念书写表达式；
②C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.5kJ?mol-1，反应是气体体积增大的吸热反应，不能提高碳的转化率说明平衡不能正向进行；
a．容器的体积不变，增加水蒸气的物质的量，平衡正向进行；   
b．缩小容器的体积，增大压强，平衡逆向进行；
c．及时将水煤气从容器中移走，平衡正向进行；              
d．其他条件不变，升高温度，平衡正向进行；
③依据热化学方程式计算得到所需热化学方程式；
（2）①图象分析电子流向可知a端为负极失电子发生氧化反应，b端为正极得到电子发生还原反应，阳离子移向正极，电池总反应为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，原电池中电子从负极经外电路流向正极，由图可知，左侧电极流出电子，为负极，发生氧化反应，所以，a处通入甲醇；
②正极反应是氧气得到电子发生还原反应；
③计算出0.01molCH3OH完全放电转移的电子的物质的量，根据电解氯化钠溶液原理，可知电解生成氢氧化钠为电解过程转移的电子的物质的量，利用Kw求出H+浓度，再利用pH=-logc（H+）计算，分析电解后溶液中离子物质的量和溶液中电荷守恒计算得到；
解答： 解：（1）①C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.5kJ?mol-1，依据化学方程式和平衡常数概念书写表达式K=
c(CO)c(H2)
c(H2O)
；
故答案为：
c(CO)c(H2)
c(H2O)
；
②a、容器的容积不变，增加水蒸汽的物质的量，水蒸汽的浓度增大，平衡向正反应移动，碳的转化率提高，故a正确；
b、缩小容器的容积，增大压强，平衡向体积减小的方向移动，即向逆反应移动，碳的转化率降低，故b错误；
c、及时将水煤气从容器中移走，生成物的浓度降低，平衡向正反应移动，碳的转化率提高，故c正确；
d、该反应为吸热反应，其他条件不变，升高温度，向吸热方向移动，即平衡向正反应移动，碳的转化率提高，故d正确；
故选：b；
③已知反应：①C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）；△H=131.5kJ?mol-1
            ②C（s）+CO2（g）?2CO（g）；△H=172.5kJ?mol-1
依据盖斯定律计算①-②得到，CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；△H=-41kJ?mol-1
答案为：-41kJ?mol-1；
（2））①电池总反应为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，原电池中电子从负极经外电路流向正极，由图可知，左侧电极流出电子，为负极，发生氧化反应，所以，a处通入甲醇，甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路通过质子交换膜到达另一极与氧气反应．所以H+的移动方向为从左到右；
故答案为：甲醇；左；右；
②H+与氧气在正极发生还原反应，电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O．
故答案为：4H++O2+4e-=2H2O；
③0.01molCH3OH完全放电转移的电子的物质的量为0.01mol×[4-（-2）]=0.06mol，根据电解氯化钠溶液原理，正极反应式为2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，可知溶液中n（OH-）=0.06mol，所以c（OH-）=
0.06mol
0.6L
=0.1mol/L，所以c（H+）
kw
c(OH-)
=
10-14
0.1
=10-13，pH=-logc（H+）=-log（10-13）=13；电解后溶液中氯化钠中氯离子剩余0.6L×0.2mol?L-1-0.06mol=0.06mol，钠离子剩余0.12mol，若向电解后的溶液加入适量的醋酸至溶液的pH恰好等于7，溶液中溶质为CH3COOH和CH3COONa，溶液中存在电荷守恒，c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（CH3COO-）+c（Cl-），c（Na+）=c（CH3COO-）+c（Cl-），c（Na+）：c（CH3COO-）=2：1；
故答案为：2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，13，2：1；
点评：本题综合性较大，涉及反应热、化学平衡、原电池、电解、pH值计算等，题目难度中等，注意利用盖斯定律计算反应热．
练习册系列答案
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铊是超导材料的组成元素之一，铊在元素周期表中位于第六周期，与铝是同主族元素，元素符号是Tl．以下对铊的单质及其化合物的性质推断中，不正确的是（　　）
A、铊是易导电的银白色金属
B、铊能生成+3价的离子
C、Tl3+的氧化能力比Al3+强
D、氢氧化铊的碱性比氢氧化铝强
已知：A为含金属离子的淡黄色固体化合物，E、X为空气中常见气体，A、B、C、D含有相同的金属离子，其转化关系如图1（部分产物已略去）．

请回答下列问题
（l）这种金属离子的离子结构示意图为
 
；
（2）X的电子式
 
；
（3）B中所含化学键的类型是
 
；常温常压下，7.8g A与足量的水充分反应放出热量a kJ，写出该反应的热化学方程式
 
．
（4）①C也可转化为B，写出该转化的化学方程式
 
；
②B与D反应的离子方程式为
 
．
（5）将一定量的气体X通入2L B的溶液中，向所得溶液中边逐滴加入稀盐酸边振荡至过量，产生的气体与盐酸物质的量的关系如图2（忽略气体的溶解和HCl的挥发）．
请回答：a点溶液中所含溶质的化学式为
 
，b点溶液中各离子浓度由大到小的关系是
 
．
化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证．
（1）电镀时，用镀层金属作阳极的作用是
 
．
为了使镀层厚度均匀、光滑致密、与镀件的附着力强，除控制溶液中离子浓度外，通常还可以采取的措施有
 
．
（2）卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl2粗产品．从卤水中提取镁的步骤为：
a．将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；
b．将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg（OH）2沉淀；
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d．将MgCl2?6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2；
e．电解熔融的氯化镁可得到Mg．
①步骤d中的“一定条件”指的是
 
，目的是
 
．上述提取镁的流程中，为了降低成本．减少污染，可以采取很多措施，请写出其中一点
 
．
②有同学认为：步骤b后可加热Mg（OH）2得到MgO，再电解熔融的MgO制金属镁，这样可简化实验步骤，你同意该同学的想法吗？为什么？
 

（3）铀是核反应最重要的燃料，已经研制成功一种螫合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的U4+，而不吸附其他元素．其反应原理为
 
（树脂用HR代替），发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，其反应原理为：
 
．
（4）阿司匹林（）在潮湿空气中可分解成水杨酸和醋酸而略带酸臭味，故密封保存，用化学方程式表示阿司匹林必须贮藏于密闭、干燥处的原因：
 
，此反应的类型属于
 
．
10.6gNa2CO3与足量盐酸完全反应，生成CO2的质量是多少？需要HCl的物质的量是多少？
）氮元素有着多变价态和种类繁多的化合物，它们在工农业生产、生活中发挥着重要的作用．完成下列问题：
（1）在一密闭容器中，进行如下化学反应：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：
T298K398K498K…
K4.1×106K1K2…
①比较K1、K2的大小：K1
 
K2（填“＞”、“=”或“＜”）．
②若保持容器的容积不变，则该反应达到化学平衡状态的依据是
 
（填序号）．
a．2v（H2）正=3v（NH3）逆        b．v（N2）正=3v（H2）逆
c．容器内压强保持不变        d．混合气体的平均摩尔质量保持不变
③若维持容器的压强不变，达到平衡状态后再向容器中通入一定量的N2，此时逆反应速率
 
（填“增大”、“减小”或“不变”）；平衡向
 
方向移动．
④已知AgCl可溶于氨水中，而AgBr不溶于氨水中，则Ksp（AgCl）
 
 Ksp（AgBr） （填“＞”“=”或“＜”）．
（ 2 ）肼是氮元素的另一种氢化物，分子式为N2H4．
①298K时，1.00g N2H4（l）与足量的N2O4（l）完全反应生成氮气和水，放出19.15kJ的热量．写该反应的热化学方程式
 
．
②肼也可以在纯氧中燃烧生成氮气和水，为了充分利用其能量有人设计了原电池装置，电极材料是多孔石墨电极，电解质为能够传导H+的固体电解质，请写出负极反应式
 
．
微型化学实验可以有效实现化学实验绿色化的要求．如图所示在一块衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为0.1mol/L的KI（含淀粉溶液）、NaOH的酚酞（C20H14O4）试液、FeCl2（含KSCN）溶液各一滴，在圆心处放置一粒芝麻大小的KMnO4的晶体，向KMnO4的晶体上滴加一滴浓盐酸，再立即用表面皿盖好．
根据上述描述涉及到的元素，回答下列问题．
（1）KMnO4中Mn元素的化合价为：
 
，Fe在周期表中的位置是：
 
．
（2）第三周期原子半径最小的原子共有
 
 种不同能量的电子；长周期主族元素形成化合物的电子式为：
 
．
（3）结合已学知识分析a、c处的可能出现的现象：a：
 
   c：
 
．
（4）b处可能发生反应的离子方程式：
 
．
下列各组物质均属于电解质的是（　　）
A、SO2、Cl2、氨水
B、AgCl、Ba（OH）2、HClO
C、NaOH、HCl、NaCl
D、酒精、Cu、蔗糖
为把溴水中溴单质萃取出来，应加入（　　）
A、苯B、苯酚溶液C、乙醇D、乙醛

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