碳、氮和鋁的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要作用。
（1）真空碳熱還原一氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁，其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下：
2Al2O3（s）+ 2AlCl3（g）+ 6C（s）＝6AlCl（g）+ 6CO（g）；△H＝ a kJ?mol-1
3AlCl（g）＝ 2Al（l）+ AlCl3（g）；△H＝ b kJ?mol-1
反應(yīng)Al2O3（s）+ 3C（s）＝ 2Al（l）+ 3CO（g）的△H＝ kJ?mol-1
（用含a、b的代數(shù)式表示）。
（2）用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應(yīng)C（s）+ 2NO（g）
N2（g）+ CO2（g）；△H= Q kJ?mol-1。在T1℃時，反應(yīng)進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下：
| 時間（min） 濃度（mol/L） | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| NO | 1．00 | 0．68 | 0．50 | 0．50 | 0．60 | 0．60 |
| N2 | 0 | 0．16 | 0．25 | 0．25 | 0．30 | 0．30 |
| CO2 | 0 | 0．16 | 0．25 | 0．25 | 0．30 | 0．30 |
（1）
(1分)
（2）① 0．032 mol/(L·min) （1分） 0．25（2分）
② a d （2分，多選錯選不給分，漏選給1分）
③ ＜（2分）
④ b c （2分，多選錯選不給分，漏選給1分）
解析試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Al2O3（s）+ 3C（s）＝ 2Al（l）+ 3CO（g）可有方程式（1）×1/2+（2）得，因此代入相對應(yīng)焓變值，得a/2+b；（2）①0～10min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v（NO）=（1-0．68）/10=0．032 mol/(L·min)，T1℃時，在20min時各組分濃度不再發(fā)生變化，說明反應(yīng)達到平衡，可得平衡常數(shù)為（0．25×0．25）/0．52=0．25；②30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達到平衡，各組分濃度都增加，可能是縮小體積或增加NO，加入碳是固體，或加入催化劑，平衡不移動，因此選ad；③若30min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3：1：1，相對原來的2:1：1，平衡向左移動，NO的量增加，根據(jù)升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，Q<0，④在恒容絕熱條件下，能判斷該反應(yīng)一定達到化學(xué)平衡狀態(tài)，a．單位時間內(nèi)生成2nmol NO（g），反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，消耗nmol CO2（g），也是向逆向進行，不能表示平衡，錯誤；b．反應(yīng)體系的溫度不再發(fā)生改變，因為是絕熱體系，所以當(dāng)溫度不再改變時，表示達到平衡，正確； c．混合氣體的密度不再發(fā)生改變，體積不變，但碳是固體，當(dāng)氣體質(zhì)量不再改變時，也就是密度不變，達到平衡，正確。
考點：考查蓋斯定律、化學(xué)反應(yīng)原理
小學(xué)課時特訓(xùn)系列答案科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題
請參考題中圖表，已知E1＝134 kJ·mol－1、E2＝368 kJ·mol－1，根據(jù)要求回答問題：
（1）圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1的變化是________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是________。請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________。
（2）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋49．0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋
O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192．9 kJ·mol－1
又知③H2O(g)=H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1，則甲醇蒸汽燃燒為液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為______________________。
（3）如表所示是部分化學(xué)鍵的鍵能參數(shù)：
| 化學(xué)鍵 | P—P | P—O | O=O | P=O |
| 鍵能/kJ·mol－1 | a | b | c | x |
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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題
碳及其化合物有廣泛的用途。
(1)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為
C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，
以上反應(yīng)達到平衡后，在體積不變的條件下，以下措施有利于提高H2O的平衡轉(zhuǎn)化率的是________。(填序號)
| A．升高溫度 | B．增加碳的用量 | C．加入催化劑 | D．用CO吸收劑除去CO |
2CO(g) ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1，則CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的焓變ΔH＝________。CH3OH(g)。甲醇是一種燃料，可利用甲醇設(shè)計一個燃料電池，用稀硫酸作電解質(zhì)溶液，多孔石墨作電極，該電池負(fù)極反應(yīng)式為__________________________________。CO2(g)＋H2(g)。得到如下數(shù)據(jù)：| 溫度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達到平衡所需時間/min | ||
| H2O | CO | H2 | CO | | |
| 900 | 1.0 | 2.0 | 0.4 | 1.6 | 3.0 |
2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。實驗室模擬化工生產(chǎn)，分別在不同實驗條件下反應(yīng)，N2濃度隨時間變化如圖甲所示。
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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題
研究CO2的利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義。
(1)將CO2與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等。
①已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)=2Fe(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1
C(石墨)＋CO2(g)=2CO(g) ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1
則CO還原Fe2O3的熱化學(xué)方程式為___________________________
②利用燃燒反應(yīng)可設(shè)計成CO/O2燃料電池(以KOH溶液為電解液)，寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式___________________________________________
(2)某實驗將CO2和H2充入一定體積的密閉容器中，在兩種不同條件下反應(yīng)：
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ·mol－1
測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間變化如上圖所示，回答問題：
①下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是________。
| A．升高溫度 | B．充入He(g)使體系壓強增大 |
| C．將H2O(g)從體系中分離 | D．再充入1 mol CO2和3 mol H2 |
| 容器 | 甲 | 乙 |
| 反應(yīng)物投入量 | 1 mol CO2、3 mol H2 | a mol CO2、b mol H2、c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g) |
，要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分?jǐn)?shù)相等，且起始時維持反應(yīng)逆向進行，則c的取值范圍為________。
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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題
隨著世界工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展、人口的劇增，全球能源緊張及世界氣候面臨越來越嚴(yán)重的問題，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2引起了全世界的普遍重視。
（1）如圖為C及其氧化物的變化關(guān)系圖，若①變化是置換反應(yīng)，則其化學(xué)方程式可為______________________________________；
圖中變化過程哪些是吸熱反應(yīng)________（填序號）。
（2）甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上可用如下方法合成甲醇：
方法一 CO（g）＋2H2（g）??CH3OH（g）
方法二 CO2（g）＋3H2（g）??CH3OH（g）＋H2O（g）
在25℃、101 kPa下，1克甲醇完全燃燒放熱22.68 kJ，寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：_____________________________________________；
某火力發(fā)電廠CO2的年度排放量是2 200萬噸，若將此CO2完全轉(zhuǎn)化為甲醇，則理論上由此獲得的甲醇完全燃燒放熱約是________kJ（保留三位有效數(shù)字）。
（3）金屬鈦冶煉過程中其中一步反應(yīng)是將原料金紅石轉(zhuǎn)化：TiO2（金紅石）＋2C＋2Cl2高溫,TiCl4＋2CO 已知：C（s）＋O2（g）=CO2（g） ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g） ΔH＝－566 kJ·mol－1
TiO2（s）＋2Cl2（g）=TiCl4（s）＋O2（g） ΔH＝＋141 kJ·mol－1
則TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）=TiCl4（s）＋2CO（g）的ΔH＝________。
（4）臭氧可用于凈化空氣，飲用水消毒，處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)。如：
6Ag（s）＋O3（g）=3Ag2O（s） ΔH＝－235.8 kJ·mol－1，
已知：2Ag2O（s）=4Ag（s）＋O2（g）ΔH＝＋62.2 kJ·mol－1，
則O3轉(zhuǎn)化為O2的熱化學(xué)方程式為_________________________。
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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題
運用化學(xué)反應(yīng)原理研究NH3的性質(zhì)具有重要意義。請回答下列問題：
（1）氨氣、空氣可以構(gòu)成燃料電池．其電池反應(yīng)原理為4NH3＋3O2=2N2＋6H2O。則電解質(zhì)溶液應(yīng)該顯 （填“酸性”“中性”或“堿性”）．正極的電極反應(yīng)式為 。
（2）25℃時．將amol·L—1的氨水與0.1mol·L—1的鹽酸等體積混合。
①當(dāng)溶液中離子濃度關(guān)系滿足c(NH4+)>c(Cl-)）時．則反應(yīng)的情況可能為 。
A．鹽酸不足．氨水剩余 B．氨水與鹽酸恰好完全反應(yīng) C．鹽酸過量
②當(dāng)溶液中c(NH4+)=c(Cl-)）時．用含“a”的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=______________.
（3）在0.5L恒容密閉容器中，一定量的N2與H2進行反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ?H=bkJ/mol，其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系如下：
| 溫度/℃ | 200 | 300 | 400 |
| K | 1.0 | 0.86 | 0.5 |
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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題
能源的開發(fā)利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。
Ⅰ.已知：Fe2O3(s)＋3C(s)=2Fe(s)＋3CO(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
CO(g)＋
O2(g)=CO2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1
4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH3＝c kJ·mol－1
則C的燃燒熱ΔH＝________ kJ·mol－1。
Ⅱ.(1)依據(jù)原電池的構(gòu)成原理，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計成原電池的是________(填序號)。
A．C(s)＋CO2(g)=2CO(g)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)
C．2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)
D．2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)
若以熔融的K2CO3與CO2為反應(yīng)的環(huán)境，依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計成一個原電池，請寫出該原電池的負(fù)極反應(yīng)：______________________________________
_______________________________________________________________。
(2)某實驗小組模擬工業(yè)合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，開始他們將N2和H2混合氣體20 mol(體積比1∶1)充入5 L合成塔中，反應(yīng)前壓強為p0，反應(yīng)過程中壓強用p表示，反應(yīng)過程中
與時間t的關(guān)系如圖所示。
請回答下列問題：
①反應(yīng)達平衡的標(biāo)志是(填字母代號)________。
A．壓強保持不變
B．氣體密度保持不變
C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②0～2 min內(nèi)，以c(N2)變化表示的平均反應(yīng)速率為________。
③欲提高N2的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有________。
A．向體系中按體積比1∶1再充入N2和H2
B．分離出NH3
C．升高溫度
D．充入氦氣使壓強增大
E．加入一定量的N2
(3)25 ℃時，BaCO3和BaSO4的溶度積常數(shù)分別是8×10－9和1×10－10，某含有BaCO3沉淀的懸濁液中，c(CO32—)＝0.2 mol·L－1，如果加入等體積的Na2SO4溶液，若要產(chǎn)生BaSO4沉淀，加入Na2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度最小是________ mol·L－1。
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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題
氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一。
（1）上圖是1 mol NO2氣體和1 mol CO氣體反應(yīng)生成CO2氣體和NO氣體過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： ；
已知：N2 (g)+2NO2 (g) 
4NO(g) △H=+292.3kJ·mol—1，
則反應(yīng)： 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 的△H= ；
（2）一定溫度下，在體積為2L的恒容密閉容器中充入20 mol NO2和5 mol O2發(fā)生反應(yīng)： 4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)；已知體系中n(NO2)隨時間變化如下表：
| t(s) | 0 | 500 | 1000 | 1500 |
| n(NO2)(mol) | 20 | 13.96 | 10.08 | 10.08 |
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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題
對大氣污染物SO2、NOx進行研究具有重要環(huán)保意義。請回答下列問題：
（1）為減少SO2的排放，常采取的措施是將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。
已知：H2（g）＋
O2（g）＝H2 O（g） △H＝－241.8kJ·mol－1
C（s）＋O2（g）＝CO（g） △H＝－110.5kJ·mol－1
寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： 。
（2）已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為：N2（g）＋O2（g）
2NO（g） △H
0，若1.0 mol空氣含0.80 mol N2和0.20 mol O2，1300oC時在1.0 L密閉容器內(nèi)經(jīng)過5s反應(yīng)達到平衡，測得NO為8.0×10－4 mol。
①5s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率ν（NO） ＝ （保留2位有效數(shù)字）；在1300oC 時，該反應(yīng)的平
衡常數(shù)表達式K＝ 。
②汽車啟動后，汽缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是 。
（3）汽車尾氣中NO和CO的轉(zhuǎn)化。當(dāng)催化劑質(zhì)量一定時，增大催化劑固體的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。右圖表示在其他條件不變時，反應(yīng)2NO（g）＋2CO（g）
2CO2（g）＋N2（g） 中，NO的濃度
c（NO）隨溫度（T）、催化劑表面積（S）和時間（t）的變化曲線。
①該反應(yīng)的△H 0 （填“＞”或“＜”）。
②若催化劑的表面積S1＞S2，在右圖中畫出c（NO） 在T1、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線（并作相應(yīng)標(biāo)注）。
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