17．(09年安徽理综·25)(17分)

W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数一次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色(或砖红色)的Z₂O和黑色的ZO两种氧化物。

(1)W位于元素周期表第　 　周期第　　 族。W的气态氢化物稳定性比H₂O(g) 　　(填“强”或“弱”)。

(2)Y的基态原子核外电子排布式是　　　 ，Y的第一电离能比X的　　　 (填“大”或“小”)。

(3)Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是　　　 。

Fe(s)+O₂(g)=FeO(s) △H=－272.0kJ·mol^－1 2X(s)+O₂(g)=X₂O₃(s) △H=－1675.7kJ·mol^－1

X的单质和FeO反应的热化学方程式是　　　　　　　　　 。

答案：^{(1)二　 VA　 弱　　　　 (2)1s22s22p63s23p4　 大}

^{(3)Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 + SO2↑+ 2H2O}

^{(4)3FeO(s) + 2Al(s)Al2O3(s) + 3Fe(s)　 △H=－859.7KJ/mol}

解析：首先推出题中几种元素，W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，在结合原子序数的大小可知，W是氮元素，Y是硫元素，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，根据基态原子核外电子所遵循的原则，可以写出电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p¹，X为铝元素，Z能够形成红色的Z₂O和黑色的ZO两种氧化物，推知Z为铜元素，两种氧化物分别为Cu₂O和CuO。

16．(10分)(08年江苏化学·18)“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO₂是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径。

(1)下列措施中，有利于降低大气中CO₂浓度的有：　　　　 。(填字母)

　　　 a．减少化石燃料的使用　　　　　 b．植树造林，增大植被面积

c．采用节能技术　　　　　　　　 d．利用太阳能、风能

(2)将CO₂转化成有机物可有效实现碳循环。CO₂转化成有机物的例子很多，如：

　 a．6CO₂ + 6H₂OC₆H₁₂O₆+6O₂　 b．CO₂ + 3H₂CH₃OH +H₂O

c．CO₂ + CH₄CH₃COOH　　　　 d．2CO₂ + 6H₂CH₂==CH₂ + 4H₂O

以上反应中，最节能的是　　　　　　 ，原子利用率最高的是　　　　　　 。

(3)文献报道某课题组利用CO₂催化氢化制甲烷的研究过程如下：

反应结束后，气体中检测到CH₄和H₂，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe₃O₄。CH₄、HCOOH、H₂的产量和镍粉用量的关系如下图所示(仅改变镍粉用量，其他条件不变)：

研究人员根据实验结果得出结论：

HCOOH是CO₂转化为CH₄的中间体，即：CO₂HCOOHCH₄

①写出产生H₂的反应方程式　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。

②由图可知，镍粉是　　　 。(填字母)

a．反应Ⅰ的催化剂　　　　　　　　　　　　 b．反应Ⅱ的催化剂

c．反应Ⅰ、Ⅱ的催化剂　　　　　　　　　　 d．不是催化剂

③当镍粉用量从1 mmol增加到10 mmol，反应速率的变化情况是　　　　　 。(填字母)

a．反应Ⅰ的速率增加，反应Ⅱ的速率不变

b．反应Ⅰ的速率不变，反应Ⅱ的速率增加

c．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均不变

d．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅰ的速率增加得快

e．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅱ的速率增加得快

f．反应Ⅰ的速率减小，反应Ⅱ的速率增加

答案：(10分)(1)abcd　　　 (2)a　 c

(3)①3Fe+4H₂OFe₃O₄+2H₂　　　 ②c　　 ③e

解析：控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径可以控制源头，也可以吸收大气中CO₂，光合作用利用了太阳能为最节能，反应物中的原子全部转化为有机物，为原子利用率最高。由反应原料为铁和水，故3Fe+4H₂OFe₃O₄+2H₂，使用催化剂可加快反应速率，根据CH₄、HCOOH、H₂的产量和镍粉用量的关系图可知，反应Ⅱ的速率均增加得快。

15．(10分)(08年江苏化学·17)工业上制备BaCl₂的工艺流程图如下：

某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO₄)对工业过程进行模拟实验。查表得

BaSO₄(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)　 △H₁ = 571.2 kJ·mol^-1　　 ①

BaSO₄(s) + 2C(s)2CO₂(g) + BaS(s)　 △H₂= 226.2 kJ·mol^-1　　 ②

(1)气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na₂S水解的离子方程式为　　　　　　 。

(2)向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，当两种沉淀共存时，=　　　　　 。

[K_sp(AgBr)=5.4×10^-13，K_sp(AgCl)=2.0×10^-10]

(3)反应C(s) + CO₂(g)2CO(g)的△H= 　　　　kJ·mol^-1。

(4)实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　 ，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

答案：(10分)(1)S^2- + H₂OHS^- +OH^-　　 HS^- + H₂OH₂S +OH^-(可不写)

(2)2.7×10^-3(3)172.5

(4)使BaSO₄得到充分的还原(或提高BaS的产量)　　 ①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温

解析：Na₂S水解实际上是二元弱酸根S²水解，因分两步，向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，当两种沉淀共存时，两种沉淀的平衡体系中银离子浓度是一样的，=[K_sp(AgBr) /K_sp(AgCl) =2.7×10^-3, 反应C(s) + CO₂(g)2CO(g)的△H₃等于△H₁减去△H₂。实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是炭和氧气反应放热维持反应所需高温来维持反应①②所需热量。

14．(12分)(08年山东理综·29)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C₃H₈)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C₃H₆)。

(1)丙烷脱氢可得丙烯。

已知：C₃H₈(g)=CH₄(g)+HCCH(g)+H₂(g)　 △H₁=156.6 kJ·mol^－1

CH₃CH＝₂(g)=CH₄(g)+HCCH(g )　　　　 △H₂=32.4 kJ·mol^－1

则相同条件下，反应C₃H₈(g)=CH₃CH H₂(g)+H₂(g) 的△H=　　　　 　kJ·mol^－1。

(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　 ；放电时CO₃^2－移向电池的　　　　　　　　 (填“正”或“负”)极。

(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO₂和H₂O。常温常压下，空气中的CO₂溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c(H₂CO₃)=1.5×10^-5 mol·L^-1。若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃HCO₃^－+H⁺的平衡常数K₁=　　　　　　 。(已知10^-5.60=2.5×10^-6)

(4)常温下，0.1 mol·L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，则溶液中c(H₂CO₃)　　　 c(CO₃^2－)(填“＞”、“=”或“＜”)，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (用离子方程式和必要的文字说明)。

答案：

(1)124.2　　　　 (2)C₃H₈+5O₂=3CO₂+4H₂O　　 负　 (3)4.2×10^-7 mol·L^-1

(4)＞　 HCO₃^－+H₂O=CO₃^2－+H₃O⁺(或HCO₃^－=CO₃^2－+H⁺)、HCO₃^－+H₂O=H₂CO₃+OH^－，HCO₃^－的水解程度大于电离程度

解析：(1)将第2个方程式颠倒反写，然后与第1个方程式相加，即得所求的反应C₃H₈(g)====CH₃CH＝CH₂ (g)+H₂(g)，△H也随方程式的变化关系进行求算：△H=-△H₂+△H₁=124.2kJ.mol^-1。

(2)以丙烷为燃料制作的新型燃料电池，其电池反应方程式为C₃H₈十50₂=3C0₂+4H₂0，因电子从电池的负极经导线流入了电池的正极，故电池的正极是电子富集的一极，故带负电荷的离子C0₃^2-在电解质溶液中应移向电池的负极而不是正极。

(3)根据电离平衡常数公式可知：

K₁=c(H⁺)c(HCO₃^-)/c(H₂CO₃)=10^-5.60×10^-5.60/l.5×10^-5=4.2×10^-7mol. L^-1。

(4)0.1 mol L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，说明溶液呈碱性，即c(OH^-)＞c(H⁺),因在NaHCO₃溶液中存在着两个平衡：电离平衡HCO₃^-CO₃^2-+H⁺，水解平衡： HC0₃^-+H₂0 　H₂CO₃^-+OH^- ，其余部分水的电离忽略不计，由c(OH^-)＞c(H⁺)，说明水解过程大于电离过程，从而推出c(H₂CO₃)>c(CO₃^2-) 。

13．(11分)(08年广东化学·19)

碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(钝度约98%)中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cl^-和SO₄^2－等杂质，提纯工艺路线如下：

已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示：

回答下列问题：

(1)滤渣的主要成分为　　　　。

(2)“趁热过滤”的原因是　　　　。

(3)若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是　　　　　　　　　 (写出1种)。

(4)若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是　　　　。

(5)已知：

Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃(s)+10H₂O(g)　　　 ΔH₁=+532.36 kJ·mol^-1

Na₂CO₃·10H₂O(s)=Na₂CO₃·H₂O(s)+9H₂O(g)　 ΔH₁=+473.63 kJ·mol^-1

写出Na₂CO₃·H₂O脱水反应的热化学方程式　　　　。

答案：(1)Mg(OH)₂、Fe(OH)₃、CaCO₃

(2)使析出的晶体为Na₂CO₃·H₂O，防止因温度过低而析出Na₂CO₃·10H₂O晶体，令后续的加热脱水耗时长

(3)用已预热的布氏漏斗趁热抽滤

(4)溶解时有大量沉淀生成，使Na₂CO₃损耗且产物Na₂CO₃混有杂质　　 其原因："母液"中，含有的离子有Ca²⁺，Na⁺，Cl^－，SO₄^2－，OH^－，CO₃^2－，当多次循环后，使用离子浓度不断增大，溶解时会生成CaSO₄，Ca(OH)₂，CaCO₃等沉淀

(5)Na₂CO₃·H₂O(s)₌₌₌ Na₂CO₃(s) + H₂O(g)△H= +58.73kJ·mol^－1

解析：

(1)　因工业碳酸钠中含有Mg²⁺，Fe³⁺，Ca²⁺，所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液，可生成Mg(OH)₂、Fe(OH)₃、Ca(OH)₂沉淀。

(2)　观察坐标图，温度减少至313K时发生突变，溶解度迅速减少，弱不趁热过滤将析出晶体。

(3)　思路方向：1.减少过滤的时间 2.保持过滤时的温度。

(4)　思路：分析“母液”中存在的离子，若参与循环，将使离子浓度增大，对工业生产中哪个环节有所影响。

(5)　通过观察两个热化学方程式，可将两式相减，从而得到Na₂CO₃·H₂O(S)＝Na₂CO₃(s)⁺ H₂O(g)。　

12．(07年山东理综·28)(11分)二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

(1)硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃：

2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)

某温度下，SO₂的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答下列问题：

①将2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于_____。

②平衡状态由A变到B时．平衡常数K(A)_______K(B)(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(2)用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。例如：

CH₄(g)+4NO₂(g)＝4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H＝－574 kJ·mol^－1

CH₄(g)+4NO(g)＝2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H＝－1160 kJ·mol^－1

若用标准状况下4.48L CH₄还原NO₂至N₂整个过程中转移的电子总数为______(阿伏加德罗常数的值用N_A表示)，放出的热量为______kJ。

(3)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe₂O_x 3＜x＜4，M＝Mn、Co、Zn或Ni＝由铁酸盐(MFe₂O₄)经高温还原而得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示：

请写出MFe₂O_x分解SO₂的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　 (不必配平)。

答案：(1)①800L·mol^－1　 ②＝ (2)1.60N_A(或1.6N_A)　 173.4 (3)MFe₂O_x+SO₂→MFe₂O₄+S

　 解析：(1)据题意当容器中总压强为0.10MPa时，SO₂的平衡转化率为0.80，据此可计算得出平衡时c(SO₂)=0.040mol·L^－1；c(O₂)=0.020mol·L^－1；c(SO₃)=0.16mol·L^－1。根据平衡常数的计算式：K==800L·mol^－1；只要温度不变，平衡常数就不改变，在此变化过程中，只有压强的改变，温度未发生变化，故K(A)=K(B)。

　 (2)用标准状况下4.48LCH₄还原NO₂ 至N₂，4.48LCH₄的物质的量为0.20mol，在此过程中CH₄中碳元素的化合价有-4价升高到+4价，转化为CO₂，失去电子的总物质的量为0.20mol×8= 1.60mol，故转移电子数为1.60N_A。由题目给知的热化学方程式，根据盖斯定律可以得出CH₄还原NO₂至N₂的热化学方程式为：CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H＝－867 kJ·mol^－1，则0.2molCH₄反应放出的热量为867 kJ·mol^－1×0.2mol=173.4kJ。

　 (3)此题中反应物已知为MFe₂O_X和SO₂，反应后生成MFe₂O₄，由MFe₂O_X转化为MFe₂O₄，氧原子数增加，故SO₂失去氧原子转化为S，反应式为：MFe₂O_X+SO₂=MFe₂O₄+S。

10．(09年广东文基·68)下列说法正确的是

A．废旧电池应集中回收，并填埋处理　　 B．充电电池放电时，电能转变为化学能

C．放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对反应速率的影响有关

D．所有燃烧反应都是放热反应，所以不需吸收能量就可以进行

答案：C

解析：A项废旧电池应集中回收但不能填埋处理因为电池里的重金属会污染土地，人吃了这些土地里的蔬菜后，，就会引发疾病；B项充电电池放电时，化学能转变为电能；D项有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的比如碳的燃烧。

[考点分析]垃圾的处理、电化学、影响化学反应速率因素、化学反应与能量。

11．(09年海南化学·12)已知：Fe₂O₂(s)+C(s)= CO₂(g)+2Fe(s) △H=234.1kJ·mol^－1

C(s)+O₂(g)=CO₂(g) △H=－393.5kJ·mol^－1

则2Fe(s)+O₂(g)=Fe₂O₃(s)的△H是

A．－824.4kJ·mol^－1 B．－627.6kJ·mol^－1

C．－744.7kJ·mol^－1 D．－169.4kJ·mol^－1

答案：A　

解析：(2)=(1)就可得2 Fe(s)+ O₂(g) = Fe₂O₃(s)，则ΔΗ=ΔΗ₂-ΔΗ₁₌-824.4 kJ·mol^-1。

8．(09年广东理基·26)下列措施不符合节能减排的是

A．大力发展火力发电，解决广东电力紧张问题

B．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水

C．用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏

D．用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气

答案：A

解析：节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放，大力发展火力发电，既不利于节能也不利于减排，故A选项符合题意。其余选项的措施或做法都符合节能减排的原则。

9．(09年天津理综·6)已知：2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)　　　 ΔH=-566 kJ/mol

Na₂O₂(s)+CO₂(g)=Na₂CO₃(s)+ 　　 ΔH=-226 kJ/mol

根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是

A．CO的燃烧热为283 kJ

B．右图可表示由CO生成CO₂的反应过程和能量关系

C．2Na₂O₂(s)+2CO₂(s)=2Na₂CO₃(s)+O₂(g)　 ΔH＞-452 kJ/mol

D．CO(g)与Na₂O₂(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×10²³

答案：C

解析：A项，燃烧热的单位出错，应为kJ/mol，错；图中的量标明错误，应标为2molCO和2molCO₂,故错。CO₂气体的能量大于固体的能量，故C项中放出的能量应小于452kJ，而△H用负值表示时，则大于-452Kj/mol，正确；将下式乘以2，然后与上式相加，再除以2，即得CO与Na₂O₂的反应热，所得热量为57kJ，故D项错。

7．(08年海南化学·8)白磷与氧可发生如下反应：P₄+5O₂=P₄O₁₀。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P-P　 a kJ·mol^-1、P-O b kJ·mol^-1、P=O c kJ·mol^-1、O=O　 d kJ·mol^-1。

根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H，其中正确的是A

A．(6a+5d－4c－12b)kJ·mol^-1 　　　B(4c+12b－6a－5d)kJ·mol^-1

C．(4c+12b－4a－5d)kJ·mol^-1 D．(4a+5d－4c－12b)kJ·mol^-1

答案：A

解析：由图可以看出：P₄中有6mol的P－P，5mol的O₂中含有5molO＝O，1mol的P₄O₁₀中含有4mol的P＝O，12mol的P－O，所以△H＝(6a+5d－4c－12b)kJ·mol^－1。

6．(08年广东化学·14)下列有关能量转换的说法正确的是AB

A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程

B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能

C．动物体内葡萄糖被氧化成CO₂是热能转变成化学能的过程

D．植物通过光合作用将CO₂转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程

答案：AB

解析：葡萄糖氧化放出热量，化学能转化为热能，C错；选项D应该太阳能转化为化学能，D错。