41. (1)　 CO₂+NH₃+NaCl+H₂ONaHCO₃↓+NH₄Cl　(2) 增大硫黄与空气的接触面积,使硫黄充分燃烧,反应速率加快　CO₂、H₂O　(3) 2∶1　Na₂S₂O₅产品中Na₂SO₃、Na₂CO₃等杂质含量增加,Na₂S₂O₅产率降低

(4) S₂+2H⁺2SO₂↑+H₂O

80. 铁和铝是我们日常生活中应用最广泛的金属材料。

(1) 已知:2Fe(s)+O₂(g)Fe₂O₃(s)　　ΔH=-823.7kJ·mol^-1

2Al(s)+O₂(g)Al₂O₃(s)　　　　　 　ΔH=-1675.7kJ·mol^-1

写出铝热反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　，该反应常用于焊接铁轨，理由是　　　　　　　　　　。　

(2) 工业上用AlSiFe合金在一定条件下还原白云石[主要成分为CaMg(CO₃)₂]可制取金属镁。实际生产中镁的还原率在不同条件下的变化曲线如图1、图2所示。

图1　

图2

①实际生产中通过添加氟盐来提高镁的还原率，选择最佳的氟盐及添加量是　　。　

②温度一般控制在1140℃，原因是　　　　　　　。　

③若将一定质量的AlSiFe合金投入100mLamol·L^-1硫酸(过量)中，充分反应后过滤，向滤液中加入5mol·L^-1氢氧化钠溶液，当加到200mL时生成的沉淀量最大，则a的值为　　。　

　图3

(3) 大功率AlH₂O₂动力电池原理如图3所示，电池放电时负极的Al转化为Al。透过离子交换膜的离子为　　，该电池反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。　

非选择题(40题)

[工艺流程]

79. 丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也是液化石油气的主要成分，作为能源应用于人们的日常生产和生活。

已知:①2C₃H₈(g)+7O₂(g)6CO(g)+8H₂O(l)　　　ΔH=-2 741.8 kJ·mol^-1

②2CO(g)+O₂(g)2CO₂(g) ΔH=-566.0 kJ·mol^-1

(1) 反应C₃H₈(g)+5O₂(g)3CO₂(g)+4H₂O(l)的ΔH=　　　　。

(2) C₃H₈在不足量的氧气中燃烧，生成CO、CO₂以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生可逆反应:CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)。

①下列事实能说明该反应达到平衡的是　　(填字母)。

A. 体系中的压强不发生变化　　　　　 B. v_正(H₂)=v_逆(CO)

C. 混合气体的密度不发生变化　　　 D. CO₂的浓度不再发生变化

②T℃时，在一定体积的容器中，通入一定量的CO(g)和H₂O(g)，发生反应并保持温度不变，各物质的浓度随时间变化如下表:

第56 min时的数据是保持温度和体积不变，改变某一条件后测得的。第56 min时，改变的条件是　　　　　。

已知420℃时该化学反应的平衡常数为9，如果反应开始时，CO和H₂O(g)的浓度都是0.01 mol·L^-1，则CO在此条件下的转化率为　　。又知397℃时该反应的平衡常数为12，请判断该反应的ΔH　　(填“>”、“=”或“<”)0。

(3) 依据(1)中的反应可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体;燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y₂O₃)的氧化锆(ZrO₂)晶体，在其内部可以传导O^2-。电池负极的电极反应式为　　　　　　　。

(4) 用上述燃料电池和惰性电极电解足量Mg(NO₃)₂和NaCl的混合溶液。电解开始后阴极的现象为　　　　　　　　　。

78. 能源问题是人类社会面临的重大课题，日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌。而甲醇是未来重要的绿色能源之一。以CH₄和H₂O为原料，通过下列反应来制备甲醇。

Ⅰ.　 CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)　ΔH=+206.0 kJ·mol^-1

Ⅱ. CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)　　ΔH=-129.0 kJ·mol^-1

(1) CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH(g)和H₂(g)的热化学方程式为　　　　　　　　　　。

(2) 将1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O(g)通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应Ⅰ，测得在一定的压强下CH₄的转化率与温度的关系如右图。

①假设100℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H₂表示该反应的平均反应速率为　　　　　 。　

②100℃时反应Ⅰ的平衡常数为　　　。

(3) 在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下，1.0 mol CO与2.0 mol H₂的混合气体在催化剂作用下发生反应 Ⅱ 生成甲醇，平衡后将容器的容积压缩到原来的容积，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是　　　(填字母)。

A. c(H₂)减小 　　　　　　　　 B. 正反应速率加快，逆反应速率减慢

C. CH₃OH的物质的量增加　　 　　 D. 重新平衡时反应速率加快

E. 平衡常数K增大

(4) 甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用右图装置模拟上述过程。

①写出阳极的电极反应式:　　　　　　。

②写出除去甲醇的离子方程式:　　　　　　　　。

77. 碳氧化物和氨氧化物在工业生产中有着广泛应用。

(1) 工业上利用CO和H₂在催化剂存在下合成甲醇。

主反应:CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)　　　　　ΔH=-91 kJ·mol^-1

副反应:2CO(g)+4H₂(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)　　 　　 ΔH=-206 kJ·mol^-1

　图1

①反应2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)的ΔH=　　kJ·　mol^-1。

②工业中常用醇为燃料制成燃料电池(如图1所示)，通入空气的电极是　　(填“正”或“负”)极;该电池的负极反应式为　　　　　　　。　

(2) 氮氧化物进入大气后，可形成硝酸型酸雨和光化学烟雾，必须对其进行处理。

①用过量的NaOH溶液吸收NO₂气体，所得的溶液中除了含有NaOH和NaNO₂，还含有　　　 　　　　。　

②为避免污染，常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图2所示。写出净化过程中的总反应化学方程式:　　　　　　 。　

图2

③某工厂排出的尾气中NO_x的含量为0.56%(体积分数)，用氨气可以将其转化为无害气体，发生的反应如下:

6NO_x+4xNH₃(3+2x)N₂+6xH₂O

若处理1×10⁴ L(标准状况)该尾气需42.5 g NH₃，则x=　　。　

76.　 钢铁工业是国民经济的重要基础产业，是日常生活中使用最广泛的金属材料之一。

(1) 用天然气冶铁，第一步是天然气的重整反应并制得水煤气。相关反应的热化学方程式如下:

CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)　ΔH=+206kJ·mol^-1

CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)　ΔH=+247.4kJ·mol^-1

①CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)　ΔH=　　 kJ·mol^-1。　

②制取水煤气时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分CH₄燃烧，其目的是　　　　　　　　　。　

(2) ①天然气冶铁的第二步是用第一步的产物还原铁矿石，结合两步反应，从物质转化考虑，该冶铁工艺的优点是　。　

②渗、脱碳反应原理为3Fe(s)+CH₄(g)Fe₃C(s)+2H₂(g)，若在910℃时渗碳(此时反应的平衡常数为K₁)，渗碳过程中，气体浓度及K₁之间应满足的关系的是　　　　。　

(3) 用生铁炼钢时，需要吹入纯氧氧化杂质，并加生石灰脱硫、磷，加脱氧剂脱氧。

①用金属铝脱氧时，Al与FeO在高温下反应的化学方程式为　　　　　　　。　

②脱氧时，铝耗、吹氧时间、钢水温度变化之间关系如图1，钢水温度升高的主要原因是　　　　　　　。　

图1　　

图2

(4) 一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽，以铁作阳极，碳作阴极，可使废水中N在某一室富集。模拟装置如图2。下列说法正确的是　　(填字母)。　

a. 阳极的电极反应式为Fe-2e^-Fe²⁺

b. 阴极的电极反应式为4OH^--4e^-2H₂O+O₂↑

c. 电解一段时间后，阳极室主要成分为H₂SO₄和FeSO₄

d. 电解一段时间后，阴极室一定是(NH₄)₃PO₄

75. 氨、肼(N₂H₄)和叠氮酸都是氮元素的重要氢化物。

(1) 氨可用于制造氮肥、硝酸等。

①合成氨工业中，“造气”有关反应的热化学方程式如下:

C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g)　　ΔH₁=+131.4 kJ·mol^-1

C(s)+2H₂O(g)CO₂(g)+2H₂(g)　　 ΔH₂=+90.2 kJ·mol^-1

CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)　　 ΔH₃

则ΔH₃=　　　　。　

②在一密闭容器中，加入物质的量之比为1∶3的N₂与H₂，在不同温度、压强下测得平衡体系中NH₃的物质的量分数如图1所示。则温度为400℃、压强500×10⁵ Pa时，H₂的平衡转化率最接近　　(填字母)。　

A. 89%　　　 B. 75%　　　 C. 49%　　　 D. 34%

图1　　

图2

③实际生产中，合成氨的温度一般控制在400500℃，选择该温度范围的理由是　　　　　　　　　　　　　　。　

(2) 肼可用于火箭燃料、制药原料等。

①次氯酸钠与过量的氨反应可以制备肼，该反应的化学方程式为　　　　　　　。　

②一种肼燃料电池的工作原理如图2所示。该电池工作时负极的电极反应式为　　　　　。　

③肼与亚硝酸(HNO₂)反应可生成叠氮酸。8.6 g叠氮酸完全分解可放出6.72 L氮气(标准状况)，则叠氮酸的分子式为　　。　

74. 镁及其合金广泛应用于航空航天、交通、电池等行业，金属镁的制备方法主要有:

①电解无水氯化镁法　②碳或碳化钙热还原法　③皮江法

已知:MgCl₂(l)Mg(l)+Cl₂(g)　　 ΔH=+642kJ·mol^-1

MgO(s)+C(s)CO(g)+Mg(g)　　　 ΔH=+641.5kJ·mol^-1

CaO(s)+3C(s)CaC₂(s)+CO(g)　 　 ΔH=+464.0kJ·mol^-1

(1) 写出MgO(s)与CaC₂(s)作用生成Mg(g)、CaO(s)、C(s)的热化学方程式:　　　　　　　　　　。　

(2) 碳化钙还原氧化镁的文献资料如下表:

	还原温度/℃	恒温时间/h	还原率/%
1.1	1110	2.0	65
1.1	1150	2.0	80
1.1	1150	2.5	85
1.2	1000	2.0	33
1.2	1150	2.0	84
1.2	1150	2.5	88
1.3	1150	2.0	86
1.3	1150	2.0	88

实际生产中只采取恒温2h，其主要原因是　　　　　　　　　;采用 　配比为1.2，而不是1.3，其主要原因是　　　　　　　　　　。　

(3) 用电解法制取镁时，若原料氯化镁含有水时，在电解温度下，原料会形成Mg(OH)Cl，并发生电离反应:Mg(OH)ClMg(OH)⁺+Cl^-。电解时在阴极表面会产生氧化镁钝化膜，此时阴极的反应式为　　　　　　　。实验室由MgCl₂·6H₂O制取无水氯化镁可采用的方法是　　　　　　。　

(4) 我国目前生产金属镁主要用皮江法生产，其原料为白云石(MgCO₃·CaCO₃)的煅烧产物和硅铁(含75%Si)。其生产原理如下:

2CaO+2MgO(s)+Si(s)2Mg(g)+Ca₂SiO₄(s)

采用真空操作除了能降低操作温度外，还具有的优点是　　　　　　　　　。　

(5) 镁/间二硝基苯电池的装置如右图所示，电池工作时镁转变为氢氧化镁，间二硝基苯则转变为间二苯胺。该电池正极的电极反应式为　　　　　　　　　　。　

73. 在汽车上安装催化转化器可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NO_x、碳氢化合物)相互反应生成无毒害物质，减少汽车尾气污染。

(1) N₂(g)+O₂(g)2NO(g)　　ΔH=+180.5 kJ·mol^-1

2C(s)+O₂(g)2CO(g)　　 　　 ΔH=-221.0 kJ·mol^-1

C(s)+O₂(g)CO₂(g)　　　 　　　　 ΔH=-393.5 kJ·mol^-1

写出NO(g)与CO(g)反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　。　

(2) 某研究性学习小组在技术人员的指导下，在某温度时按下列流程探究催化剂作用下的反应速率，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表:

汽车尾气尾气分析仪催化反应器尾气分析仪

　①前2s内的平均反应速率v(N₂)=　　　　　　。　

②该温度下，反应的平衡常数K=　　。　

③对于该可逆反应，下列叙述正确的是　　(填字母)。　

A. 该反应在一定条件下能自发进行

B. 该反应能有效减少有害气体的排放

C. 该反应一旦发生将在很短的时间内完成

D. 该反应达到平衡时CO、NO的转化率相等

(3) CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如右图所示，该电池中电解质为氧化钇氧化钠，其中O^2-可以在固体介质NASICON中自由移动。

下列叙述错误的是　　(填字母)。　

A. 负极的电极反应式为CO+O^2--2e^-CO₂

B. 工作时O^2-在固体介质中由电极a流向电极b

C. 工作时电子由电极a通过电流计流向电极b

D. 电流计中显示的电流越大，汽车尾气中CO的含量越高

72. 甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景。

(1) 工业生产甲醇的常用方法是CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)　ΔH₁=-90.8 kJ·mol^-1。

已知:2H₂(g)+O₂(g)2H₂O (l)　　ΔH₂=-571.6 kJ·mol^-1

H₂(g)+O₂(g)H₂O(g)　　　　 ΔH₃=-241.8 kJ·mol^-1

①H₂的燃烧热为　　kJ·mol^-1。　

②CH₃OH(g)+O₂(g)CO(g)+2H₂O(g)的反应热ΔH=　　　　。　

③若在恒温恒容的容器内进行反应:CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)，则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有　　(填字母)。　

A. CO百分含量保持不变　　　

B. 容器中H₂浓度与CO浓度相等

C. 容器中混合气体的密度保持不变　　　　　

D. CO的生成速率与CH₃OH的生成速率相等

(2) 工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:

①甲醇蒸气重整法。该法中的一个主要反应为CH₃OH(g)CO(g)+2H₂(g)，此反应能自发进行的原因是　　　　　　　。

②甲醇部分氧化法。在一定温度下，以Ag/CeO₂ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大，表示生成的该物质越多)影响关系如右图所示。则当=0.25时，CH₃OH与O₂发生的主要反应的化学方程式为　　　　　　　　;在制备H₂时最好控制=　　。　

(3) 在稀硫酸介质中，甲醇燃料电池负极发生的电极反应式为　　　　　　　　。