18．化学反应原理在科研和生产中有广泛应用．

（1）SO2可用于制硫酸．已知25℃、101kPa时：2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）△H1=-197kJ/mol；
H2O（g）═H2O（l）△H2=-44kJ/mol；2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）═2H2SO4（l）△H3=-545kJ/mol．
则SO3（g）与H2O（l）反应的热化学方程式是SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=-130kJ/mol．
（2）利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽（TaS2）晶体，发生如下反应：TaS2（s）+2I2（g）═TaI4（g）+S2（g）△H＞0（Ⅰ）
若反应（Ⅰ）的平衡常数K=1，向某恒容容器中加入1mol I2 （g）和足量TaS2（s），I2 （g）的平衡转化率为66.7%．
如图1所示，反应（Ⅰ）在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 （g），一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1＜T2（填“＞”“＜”或“=”）．上述反应体系中循环使用的物质是I2．
（3）利用H2S废气制取氢气的方法有多种．
①高温热分解法
已知：H2S（g）═H2（g）+$\frac{1}{2}$S2（g）△H4
在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验．以H2S起始浓度均为c mol•L-1测定H2S的转化率，结果见图2．图2中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率．△H4＞0（填＞，=或＜）；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的进间缩短．
②电化学法
该法制氢过程的示意图如图3．反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是增大反应物接触面积，使反应更充分；反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为2Fe2++2H+ $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Fe3++H2↑．
17．合成氨是基本无机化工，氨是化肥工业和有机化工的主要原料，也是一种常用的制冷剂．
（1）已知：①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H1
②N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H2           
③2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H3
则4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）═4N2（g）+6H2O（g）△H=3△H3-2△H1-2△H2（用△H1、△H2、△H3表达）
（2）图Ⅰ是合成氨反应的能量与反应过程相关图（未使用催化剂）；图Ⅱ是合成氨反应在2L容器中、相同投料情况下、其它条件都不变时，某一反应条件的改变对反应的影响图．

①下列说法正确的是AE．
A．△H=-92.4kJ•mol-1        
B．使用催化剂会使E1的数值增大
C．为了提高转化率，工业生产中反应的温度越低越好
D．图Ⅱ是不同压强下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图，且PA＜PB
E．该反应的平衡常数KA＜KB
F．在曲线A条件下，反应从开始到平衡，消耗N2的平均速率为n1/4t1mol•L-1•min-1
②下列能说明该反应达到平衡状态的是C
A．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2    B．v正（N2）=v逆（H2）
C．容器内压强保持不变                    D．混合气体的密度保持不变
（3）合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如表：
温度/℃200300400
K1.00.860.5
①理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是增大压强、适当增大氮氢比、及时分离出产物中的NH3（要求答出两点）．
②400°C时，测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量浓度分别为3mol•L-1、2mol•L-1、1mol•L-1时，此时刻该反应的v正（N2）＜v逆（N2）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）常温下向25mL0.1mol/LNH3•H2O 溶液中，逐滴加入0.2mol/L的HN3溶液，溶液的pH变化曲线如图Ⅲ所示．A、B、C、D 四个点中，水的电离程度最大的是B；D点时溶液中各离子浓度大小顺序为c（N3-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）．
（5）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池．试写出该电池的正极反应式N2+8H++6e-═2NH4+．
16．一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe（s）+CO2（g）?FeO（s）+CO（g），已知该反应的平衡常数（K）与温度（T）的关系如图甲所示：

（1）该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$．
（2）一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图乙所示．8分钟内，CO的平均反应速率v（CO）=0.0625mol/（L•min）．
（3）下列措施中能使平衡时$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$增大的是A（填序号）．
A．升高温度                   B．增大压强
C．充入一定量CO               D．再加入一些铁粉
（4）铁的重要化合物高铁酸钠是一种新型饮用水消毒剂，具有氧化能力强、安全性好等优点．
①高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为Fe+2NaOH+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Na2FeO4+3H2↑，则电解时阳极的电极反应式是Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O．
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
15．对燃煤烟气和汽车尾气进行脱硝、脱碳和脱硫等处理，可实现绿色环保、节能减排等目的．汽车尾气脱硝脱碳的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$ N2（g）+2CO2（g）+Q（Q＞0）．
一定条件下，在一密闭容器中，用传感器测得该反应在不同时间的NO和CO浓度如表：
时间/s012345
c（NO）/mol•L-11.00×10-34.50×10-42.50×10-41.50×10-41.00×10-41.00×10-4
c（CO）/mol•L-13.60×10-33.05×10-32.85×10-32.75×10-32.70×10-32.70×10-3
（1）写出该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（{N}_{2}）．{c}^{2}（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（CO）．{c}^{2}（NO）}$．
（2）前2s内的平均反应速率υ（N2）=1.875×10-4mol/（L•s）；
    达到平衡时，CO的转化率为25%．
（3）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是bd
a．2υ正（NO）=υ逆（N2）             b．容器中气体的平均分子量不随时间而变化
c．容器中气体的密度不随时间而变化    d．容器中CO的转化率不再发生变化
（4）采用低温臭氧氧化脱硫脱硝技术，同时吸收SO2和NOx，获得（NH4）2SO4的稀溶液．往（NH4）2SO4溶液中再加入少量（NH4）2SO4固体，$\frac{c（NH_4^+）}{{c（SO_4^{2-}）}}$的值将变大（填“变大”、“不变”或“变小”）
（5）有物质的量浓度相等的三种铵盐溶液：①NH4Cl    ②NH4HCO3  ③NH4HSO4，这三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是②＞①＞③（填编号）；
（6）向BaCl2溶液中通入足量SO2气体，没有沉淀生成，继续滴加一定量的氨水后，生成BaSO3沉淀．用电离平衡原理解释上述现象饱和SO2溶液中电离产生的SO32-很少，因此没有沉淀．加入氨水后，促进H2SO3的电离，SO32-离子浓度增大，有沉淀产生．
14．氨气是化工生产的主要原料之一，氨气的用途非常广泛．在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，发生如下反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）+Q（Q＞0）．
（1）该反应450℃时的平衡常数＞500℃时的平衡常数（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是BD
A．3V正（H2）=2V逆（NH3）         B．容器中气体的平均分子量不随时间而变化
C．容器中气体的密度不随时间而变化  D．容器中气体的分子总数不随时间而变化
（3）上述反应若第5分钟时达到平衡，测得NH3的物质的量为0.2mol，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v（N2）为0.01mol/（L•min）．
（4）在另一容积可变的容器内加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在相同条件下发生上述反应，则产生的NH3的物质的量比原平衡产生的NH3多（填“多”或“少”或”“一样”）．
（5）工厂生产的氨水稀释后可作肥料．稀释氨水时，随着水的增加溶液中减少的是bd
A、$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$   B、$\frac{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（O{H}^{-}）}$   C、$\frac{c（{H}^{+}）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$   D、$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$
（6）液氨和水类似，也能电离：2NH3?NH4++NH2-，某温度时，其离子积K=2×l0-30．
该温度下：①将少量NH4Cl固体加入液氨中，K=2×10-30（填“＜”、“＞”或“=”）；
②将少量金属钠投入液氨中，完全反应后所得溶液中各微粒的浓度大小关系为：c（NH3）＞c（NH2-）＞c（Na+）＞c（NH4+）．
13．以天然气为原料合成甲醇常见的方法有水煤气法和目前正在开发的直接氧化法．
（1）有关热化学方程式如下：
水煤气法：CH4（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO（g）+2H2（g）△H1=-35.4kJ•mol-1
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H2=-90kJ•mol-1
直接氧化法：2CH4（g）+O2（g）?2CH3OH（g）△H3=-251kJ•mol-1．
（2）工业废气二氧化碳催化加氢也可合成甲醇：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H．在密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2，在不同条件下发生反应，实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示．
①二氧化碳合成甲醇正反应的△H＜（填“＞”“＜”或“=”，下同）0．
②M、N两点时化学反应速率：v（N）＜v（M）．
③为提高CO2的转化率除可以改变温度和压强外，还可采取的措施是增大$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$的值．
④图中M点时，容器体积为10L，则N点对应的平衡常数K=1.04（填数值，保留2位小数）
（3）在一定条件下，向容积不变的某密闭容器中加入amolCO2和bmolH2发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）欲使整个反应过程中CO2的体积分数为恒定值，则a与b的关系是a=b．
12．将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中，各物质浓度随时间变化的关系如图1所示．

请回答：
（1）下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是B（填选项字母）．
A．容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B．容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D．容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变
（2）反应进行到10min时，共吸收热量11.38kJ，则该反应的热化学方程式为N2O4（g）?2NO2（g）△H=+56.9kJ/mol；
（3）计算该反应的平衡常数K=0.9．
（4）反应进行到20min时，再向容器内充入一定量NO2，10min后达到新的平衡，此时测得c（NO2）=0.9mol/L．第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为w1，达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为w2，则w1＞w2（填“＞”、“=”或“＜”）．
11．上述反应在5min末时，已反应的Y值占原来量的物质的量分数（　　）
A．20%B．25%C．33%D．50%
10．固定和利用CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体．
Ⅰ．工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol
某科学实验小组将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中（温度保持不变），测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）．回答下列问题：
（1）该反应在0～8min内CO2的平均反应速率是0.125mol•L-1•min-1
（2）此温度下反应CH3OH（g）+H2O（g）?CO2（g）+3H2（g）的平衡常数K的数值为0.5．
（3）仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示．与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是升高温度，曲线Ⅱ改变的条件可能是增大压强．
Ⅱ．甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用1个月才充电一次．假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32-．
（1）该电池负极的电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；电池在放电过程中溶液的pH将下降（填下降、上升、不变）；
（2）又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高．一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽．其中固体电解质在高温下能传导O2-离子．以丁烷（C4H10）代表汽油．
①电池的正极反应式为O2+4e-=2O2-；
②放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向负极移动（填正或负）．
9．2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示．已知1mol SO2（g）氧化为1mol SO3（g）的△H=-99kJ•mol-1．
（1）该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？降低，理由是使用催化剂能够降低反应的活化能；
（2）图中△H=-198kJ•mol-1；实验室在一定条件下，用4molSO2与足量的O2反应，当达到平衡时，放出198KJ热量时，则SO2的转化率为50%；
（3）已知单质硫的燃烧热为296kJ•mol-1，写出单质硫的燃烧热的热化学方程式S（s）+O2（g）?SO2（g）△H=-296kJ•mol-1．
 0  151850  151858  151864  151868  151874  151876  151880  151886  151888  151894  151900  151904  151906  151910  151916  151918  151924  151928  151930  151934  151936  151940  151942  151944  151945  151946  151948  151949  151950  151952  151954  151958  151960  151964  151966  151970  151976  151978  151984  151988  151990  151994  152000  152006  152008  152014  152018  152020  152026  152030  152036  152044  203614 

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