题目内容
近年来大气问题受到人们越来越多的关注．按要求回答下列问题：
Ⅰ．实现反应CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g），△H0，对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义．在2L密闭容器中，通入5mol CH4与5mol CO2的混合气体，一定条件下发生上述反应，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1．
则p1、p2、p3、p4由大到小的顺序 ，该反应的正反应是 （填“吸热”或“放热”）反应，当1000℃甲烷的转化率为80%时，该反应的平衡常数K= ．
Ⅱ．PM2.5污染与直接排放化石燃烧产生的烟气有关，化石燃料燃烧同时放出大量的SO2和NOx．
（1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx．
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ?mol-1
CH4（g）+2NO2 （g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H3
则△H3= ，如果三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3，则K3= （用K1、K2表示）
（2）实验室可用NaOH溶液吸收SO2，某小组同学在室温下，用pH传感器测定向20mL0.1mol?L-1NaOH溶液通入SO2过程中的pH变化曲线如图2所示．
①ab段发生反应的离子方程式为 ．
②已知d点时溶液中溶质为NaHSO3，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ，如果NaHSO3的水解平衡常数Kh=1×10-12mol?L-1，则该温度下H2SO3的第一步电离平衡常数Ka= ．
Ⅰ．实现反应CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g），△H0，对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义．在2L密闭容器中，通入5mol CH4与5mol CO2的混合气体，一定条件下发生上述反应，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1．
则p1、p2、p3、p4由大到小的顺序
Ⅱ．PM2.5污染与直接排放化石燃烧产生的烟气有关，化石燃料燃烧同时放出大量的SO2和NOx．
（1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx．
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ?mol-1
CH4（g）+2NO2 （g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H3
则△H3=
（2）实验室可用NaOH溶液吸收SO2，某小组同学在室温下，用pH传感器测定向20mL0.1mol?L-1NaOH溶液通入SO2过程中的pH变化曲线如图2所示．
①ab段发生反应的离子方程式为
②已知d点时溶液中溶质为NaHSO3，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序为
考点：转化率随温度、压强的变化曲线,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡常数的含义,离子浓度大小的比较
专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题
分析：Ⅰ、由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α（P1）＞α（P2）＞α（P3）＞α（P4），据此结合方程式判断压强对平衡移动的影响进行解答；
由图1可知，压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡X点，是甲烷的转化率为80%，据此计算甲烷的浓度变化量，利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算该温度下的平衡常数；
Ⅱ、（1）依据已知的热化学方程式利用盖斯定律解答；
（2）①向20mL0.1mol?L-1NaOH溶液通入SO2过程中首先发生SO2+2OH-=SO32-+H2O，其次发生SO2+SO32-+H2O=2HSO3-；据此分析；
②d点时溶液中溶质为NaHSO3，HSO3-电离大于水解溶液呈酸性；H2SO3的第一步电离平衡常数Ka=
，NaHSO3的水解平衡常数Kh=
，据此分析．
由图1可知，压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡X点，是甲烷的转化率为80%，据此计算甲烷的浓度变化量，利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算该温度下的平衡常数；
Ⅱ、（1）依据已知的热化学方程式利用盖斯定律解答；
（2）①向20mL0.1mol?L-1NaOH溶液通入SO2过程中首先发生SO2+2OH-=SO32-+H2O，其次发生SO2+SO32-+H2O=2HSO3-；据此分析；
②d点时溶液中溶质为NaHSO3，HSO3-电离大于水解溶液呈酸性；H2SO3的第一步电离平衡常数Ka=
| c(HSO 3 -)c(H +) |
| c(H 2SO 3) |
| c(H 2SO 3)c(OH -) |
| c(HSO3 -) |
解答：
解：Ⅰ、由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α（P1）＞α（P2）＞α（P3）＞α（P4），该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应进行，甲烷的转化率降低，故压强P4＞P3＞P2＞P1，由图可知，压强一定时，温度越高甲烷的转化率越大，说明升温平衡向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应；由图1可知，当1000℃甲烷的转化率为80%时，
CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g），
开始（mol/L）：2.5 2.5 0 0
变化（mol/L）：2.5×80%=2 2 4 4
平衡（mol/L）：0.5 0.5 4 4
该温度下平衡常数k=
=1024；
故答案为：P4＞P3＞P2＞P1；吸热，1024；
Ⅱ．（1）①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
②CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
由盖斯定律（①+②）÷2得到CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1，如果三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3，则K3=
，故答案为：-867kJ?mol-1；
；
（2）①向20mL0.1mol?L-1NaOH溶液通入SO2过程中首先发生SO2+2OH-=SO32-+H2O，其次发生SO2+SO32-+H2O=2HSO3-；所以ab段发生反应的离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O，故答案为：SO2+2OH-=SO32-+H2O；
②d点时溶液中溶质为NaHSO3，HSO3-电离大于水解溶液呈酸性，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（H+）＞c（SO32-）＞c（OH-）；H2SO3的第一步电离平衡常数Ka=
，NaHSO3的水解平衡常数Kh=
，所以Ka=
=10-2 mol?L-1，
故答案为：c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（H+）＞c（SO32-）＞c（OH-），10-2 mol?L-1．
CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g），
开始（mol/L）：2.5 2.5 0 0
变化（mol/L）：2.5×80%=2 2 4 4
平衡（mol/L）：0.5 0.5 4 4
该温度下平衡常数k=
| 4 2×4 2 |
| 0.5×0.5 |
故答案为：P4＞P3＞P2＞P1；吸热，1024；
Ⅱ．（1）①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
②CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
由盖斯定律（①+②）÷2得到CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1，如果三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3，则K3=
| K 1?K 2 |
| K 1?K 2 |
（2）①向20mL0.1mol?L-1NaOH溶液通入SO2过程中首先发生SO2+2OH-=SO32-+H2O，其次发生SO2+SO32-+H2O=2HSO3-；所以ab段发生反应的离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O，故答案为：SO2+2OH-=SO32-+H2O；
②d点时溶液中溶质为NaHSO3，HSO3-电离大于水解溶液呈酸性，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（H+）＞c（SO32-）＞c（OH-）；H2SO3的第一步电离平衡常数Ka=
| c(HSO 3 -)c(H +) |
| c(H 2SO 3) |
| c(H 2SO 3)c(OH -) |
| c(HSO3 -) |
| K w |
| K h |
故答案为：c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（H+）＞c（SO32-）＞c（OH-），10-2 mol?L-1．
点评：本题考查反应热的计算、平衡图象及其平衡常数的计算、溶液中的离子浓度的比较等，题目综合性较大，难度中等．
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下列说法正确的是（ ）
| A、分馏、蒸馏、煤的液化都是物理变化，干馏、裂化、裂解都是化学变化 |
| B、乙烯和聚乙烯均能和溴水发生加成反应而使溴水褪色 |
| C、需要加热的反应不一定是吸热反应 |
| D、根据是否具有丁达尔效应，将分散系分为溶液、浊液和胶体 |
将一定量的醋酸与一定量的NaOH溶液混合，下列说法中不正确的是（ ）
| A、若混合后呈中性，测混合后的溶液中一定存在：c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（OH-）=c（H+） |
| B、若混合后呈酸性，则混合后的溶液中可能存在：c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（CH3COOH）＞c（H+）＞c（OH-） |
| C、若混合后呈碱性，则混合后的溶液中可能存在：c（Na+）＞c（OH-）＞c（CH3COO-）＞c（CH3COOH） |
| D、若混合后的溶液中存在c（CH3COO-）+c（CH3COOH）=2c（Na+），则也一定存在c（OH-）+c（CH3COO-）=c（CH3COOH）+c（H+）等式 |
下列叙述正确的是（ ）
| A、常温下，10 mL 0.02 mol?L-1 HCl溶液与10 mL 0.02 mol?L-1 Ba（OH）2溶液充分混合，若混合后溶液的体积为20 mL，则溶液的pH=12 |
| B、常温下，向AgCl的饱和溶液中加入NaCl固体，有固体析出，且AgCl的Ksp变小 |
| C、在0.1 mol?L-1 CH3COONa溶液中，c（OH-）＞c（CH3COOH）+c（H+） |
| D、常温下pH=4的NaHC2O4溶液中：c（H2C2O4）＞c（C2O42-） |
下列各组物质中，满足表中图示物质在通常条件下一步转化的组合只有（ ）
| 序号 | X | Y | Z | W |  |
| ① | Cu | CuSO4 | Cu（OH）2 | CuO | |
| ② | Fe | FeCl3 | FeCl2 | Fe（OH）2 | |
| ③ | Cl2 | Ca（ClO）2 | HClO | HCl | |
| ④ | Na | NaOH | Na2CO3 | NaCl |
| A、①③④ | B、①②③ |
| C、②③④ | D、①②④ |
SO2通入BaCl2溶液中并不产生沉淀，而通入另一种气体后可以产生白色沉淀．则图中右侧Y形管中放置的药品组合不符合要求的是（必要时可以加热）（ ）| A、Cu和浓硝酸 |
| B、大理石和稀盐酸 |
| C、CaO和浓氨水 |
| D、高锰酸钾溶液和浓盐酸 |
X、Y、Z、W、M均为短周期元素，X、Y同主族，X的常见氢化物和最高价氧化物的水化物能反应生成一种离子化合物；Z、W、M是第三周期原子序数连续的三种元素，其中只有一种是非金属，且原子半径Z＞W＞M．下列叙述正确的是（ ）
| A、X、M两元素的简单气态氢化物的稳定性：X＜M |
| B、X、Y、M的最高价氧化物的水化物的酸性：X＞Y＞M |
| C、Z、W的单质均可在冷的浓硝酸中钝化 |
| D、Z、W、M 的单质均能与NaOH溶液反应 |
下列关于电解质溶液中离子关系的说法正确的是（ ）
| A、0.1mol?L-1NaHCO3溶液中离子浓度关系：c（Na+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3） |
| B、0.1mol?L-1NaHCO3溶液中离子浓度关系：c（OH-）+c（H2CO3）=c（H+）+c（CO32-） |
| C、0.1mol?L-1NH4Cl和0.1mol?L-1NH3?H2O等体积混合后离子浓度关系：c（Cl-）＞c（NH4-）＞c（H+）＞c（OH-） |
| D、常温下向醋酸钠溶液中加少量醋酸使溶液pH=7，则混合溶液中：c（Na+）=c（CH3COO-） |