開發(fā)使用清潔能源，發(fā)展“低碳經(jīng)濟”正成為科學家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料，可制作燃料電池。
（1）甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化法制H2的主要轉(zhuǎn)化反應如下：
CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) △H=+206．2 kJ·mol－1
CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g) △H=+165．0 kJ·mol－1
上述反應所得原料氣中的CO能使合成氨的催化劑中毒，必須除去。工業(yè)上常采用催化劑存在下CO與水蒸氣反應生成易除去的CO2，同時可制得等體積的氫氣的方法。此反應稱為一氧化碳變換反應，該反應的熱化學方程式是       。
（2）生產(chǎn)甲醇的原料CO和H2來源于：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)  ΔH>0
①一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如圖a。則A、B、C三點處對應平衡常數(shù)（KA、KB、KC）的大小關系為___________。(填“<”、“>”、“="”" )；

②100℃時，將1 mol CH4和2 mol H2O通入容積為1 L的定容密封容器中，發(fā)生反應，能說明該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是__________
a．容器內(nèi)氣體密度恒定  
b．單位時間內(nèi)消耗0．1 mol CH4同時生成0．3 mol H2
c．容器的壓強恒定      
d．3v正(CH4) = v逆(H2)
（3）25℃時，在20mL0．1mol/L氫氟酸中加入VmL0．1mol/LNaOH溶液，測得混合溶液的pH變化曲線如圖所示，下列說法正確的是_____。

A．pH＝3的HF溶液和pH＝11的NaF溶液中， 由水電離出的c(H+)相等
B．①點時pH＝6，此時溶液中，c(F－)－c(Na+)＝9．9×10-7mol/L
C．②點時，溶液中的c(F－)＝c(Na+)
D．③點時V＝20mL，此時溶液中c(Na+)＝0．1mol/L
（4）長期以來，一直認為氟的含氧酸不存在。1971年美國科學家用氟氣通過細冰末時獲得HFO，其結(jié)構(gòu)式為H—O—F。HFO與水反應得到HF和化合物A，該反應的化學方程式為                     。

（1） CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) △H=－41．2 kJ·mol－1      （2分）
（2）① KC = KB >KA     （2分）
② cd    （2分）
（3）BC   （2分）
（4）H2O＋HFO=HF＋H2O2 （2分）

解析試題分析：（1） 先對已知熱化學方程式編號為①②，觀察發(fā)現(xiàn)②-①可得，CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) △H=－41．2 kJ·mol－1；
（2）① 平衡常數(shù)指各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，化學平衡常數(shù)只與溫度有關，所以B、C兩點是相同的溫度，所以KC = KB，然后A、B兩點相比，從A到B，甲烷的轉(zhuǎn)化率變大，說明向正向移動，化學平衡常數(shù)變大，所以KB>KA ，所以答案是KC = KB >KA；
② 該容器的體積保持不變，根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，反應前后混合氣體的質(zhì)量不變，所以容器內(nèi)氣體的密度不變，所以不能表明達到化學平衡狀態(tài)，故a錯誤；單位時間內(nèi)消耗0．1 mol CH4同時生成0．3 mol H2，都代表v正，所以不能表明達到化學平衡狀態(tài)，故b錯誤；隨反應進行混合氣體總物質(zhì)的量增大，容器容積不變，壓強增大，當容器的壓強恒定時，說明到達平衡，故c正確；3v正(CH4) = v逆(H2)，物質(zhì)的正逆速率之比等于化學計量數(shù)之比，反應到達平衡，故d正確，所以選cd；
（3）pH＝3的HF溶液，由水電離出的c(H+)＝＝10-11mol·L－1，pH＝11的NaF溶液中，由水電離出的c(H+)＝10-14/10-11＝10-3mol·L－1，A錯；①點時，根據(jù)電子守恒，c(OH－)＋c(F－)＝c(Na+)＋c(H＋)，c(F－)－c(Na+)＝c(H＋)－c(OH－)＝10-6－＝9．9×10-7mol/L，B對；根據(jù)電子守恒，c(OH－)＋c(F－)＝c(Na+)＋c(H＋)，②點時pH=7，溶液中的c(H＋)－c(OH－)，所以c(F－)＝c(Na+)，C對；③點時V＝20mL，此時溶液中c(Na+)＝＝0．05mol/L，所以選BC；
（4）電負性F＞O，故H-O-F中F元素表現(xiàn)-1價，與水反應生成HF，發(fā)生水解反應，可推知A為H-O-O-H，該反應的化學方程式為：H2O+HFO=HF+H2O2。
考點：考查熱化學方程式、化學平衡圖象及影響因素、平衡常數(shù)、平衡狀態(tài)判斷、弱電解質(zhì)的電離、離子濃度比較等。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

X、Y、Z、W均為10電子的分子或離子。X有5個原子核。通常狀況下，W為無色液體。它們之間轉(zhuǎn)化關系如圖所示，請回答：

（1）工業(yè)上每制取1molZ要放出46.2 kJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式：          。
（2）工業(yè)制取Z的化學平衡常數(shù)K與T的關系如下表：

T/K
298
398
498
……
K/(mol·L—1)—2
4.1×106
K1
K2
……
 
請完成下列問題：
①試比較K1、K2的大小，K1                         K2（填寫“>”“=”或“<”）
②恒溫固定體積的容器中，下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)的是              （填序號字母）。
A．容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度之比為化學計量數(shù)比
B．混合氣體密度保持不變
C．容器內(nèi)壓強保持不變
D．混合氣體相對分子質(zhì)量保持不變
（3）某化學小組同學模擬工業(yè)生產(chǎn)制取HNO3，設計下圖所示裝置，其中a為一個可持續(xù)鼓入空氣的橡皮球。

①A中發(fā)生反應的化學方程式是                                            。
②B中濃H2SO4的作用是                                    。
（4）寫出D裝置中反應的化學方程式                                          。
（5）a中通入空氣的作用                                                 。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視，而如何降低大氣中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。所以“低碳經(jīng)濟”正成為科學家研究的主要課題。
（1）寫出CO2與H2反應生成CH4和H2O的熱化學方程式                    。
已知： ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)    ΔH＝－41kJ·mol－1
② C(s)+2H2(g)CH4(g)            ΔH＝－73kJ·mol－1
③ 2CO(g)C(s)+CO2(g)          ΔH＝－171kJ·mol－1
（2）將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應原理為：2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)。已知一定條件下，該反應中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的變化曲線如下左圖：
①在其他條件不變時，請在上圖中畫出平衡時CH3OCH3的體積分數(shù)隨投料比[n(H2) / n(CO2)]變化的曲線圖。

②某溫度下，將2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容積為2L的密閉容器中，反應到達平衡時，改變壓強和溫度，平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分數(shù)變化情況如圖所示，關于溫度和壓強的關系判斷正確的是            ；

A. P3＞P2，T3＞T2        B. P1＞P3，T1＞T3   C. P2＞P4，T4＞T2        D. P1＞P4，T2＞T3
③在恒容密閉容器里按體積比為1:3充入二氧化碳和氫 氣，一定條件下反應達到平衡狀態(tài)。當改變反應的某一個條件后，下列變化能說明平衡一定向逆反應方向移動的是      ；
A. 正反應速率先增大后減小
B. 逆反應速率先增大后減小
C. 化學平衡常數(shù)K值增大
D. 反應物的體積百分含量增大
E. 混合氣體的密度減小
F. 氫氣的轉(zhuǎn)化率減小
（3）最近科學家再次提出“綠色化學”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學反應后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状�。甲醇可制作燃料電池，寫出以稀硫酸為電解質(zhì)甲醇燃料電池負極反應式__                             。以此燃料電池作為外接電源按圖所示電解硫酸銅溶液，如果起始時盛有1000mL pH＝5的硫酸銅溶液（25℃，CuSO4足量），一段時間后溶液的pH變?yōu)?，此時可觀察到的現(xiàn)象是                     ；若要使溶液恢復到起始濃度（溫度不變，忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入      （填物質(zhì)名稱），其質(zhì)量約為   g。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

根據(jù)化學學科中的基本理論，請回答下列問題：
Ⅰ、常溫下，取pH＝2的鹽酸和醋酸溶液各100 ml, 向其中分別加入適量的Zn粒，反應過程中兩溶液的pH變化如圖所示。則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線的是_____ (填“A”或“B”)。

Ⅱ、丙烷在燃燒時能放出大量的熱，它也是液化石油氣的主要成分，作為能源應用于人們的日常生產(chǎn)和生活。
已知：①2C3H8（g）+7O2（g）＝6CO（g）+8H2O（l），△H1＝－2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g）  △H2＝－566kJ/mol
（1）寫出丙烷的燃燒熱的熱化學方程式：                            。
（2）現(xiàn)有1mol C3H8在不足量的氧氣里燃燒，生成1mol CO和2mol CO2以及氣態(tài)水，將所有的產(chǎn)物通入一個固定體積為1L的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生如下可逆反應：
CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+ H2（g） △H1＝+41.2kJ/mol
①下列事實能說明該反應達到平衡的是           
a．體系中的壓強不發(fā)生變化                     b．v正(H2)＝v逆(CO)
c．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不發(fā)生變化    d．CO2的濃度不再反生變化
②5min后體系達到平衡，經(jīng)測定，H2為0.8mol，則v(H2)=                  。
③向平衡體系中充入少量CO，則平衡常數(shù)        （填“增大”、“減小”或“不變”）。
（3）依據(jù)（1）中的反應可以設計一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體；燃料電池內(nèi)部是熔融的摻雜著氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在其內(nèi)部可以傳導O2-。在電池內(nèi)部O2-移向         極（填“正”或“負”）；電池的正極電極反應為                    。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

(1)已知：
①Fe(s)＋O2(g)=FeO(s)　ΔH＝－272.0 kJ·mol－1
②2Al(s)＋O2(g)=Al2O3(s)　ΔH＝－1675.7 kJ·mol－1
Al和FeO發(fā)生鋁熱反應的熱化學方程式是____________________________________

(2)某可逆反應在不同條件下的反應歷程分別為A、B(如上圖所示)。
①根據(jù)圖判斷該反應達到平衡后，其他條件不變，升高溫度，反應物的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)；
②其中B歷程表明此反應采用的條件為________(選填序號)。
A．升高溫度　　　　  B．增大反應物的濃度   C．降低溫度  D．使用催化劑
(3)1000 ℃時，硫酸鈉與氫氣發(fā)生下列反應：Na2SO4(s)＋4H2(g)Na2S(s)＋4H2O(g)
該反應的平衡常數(shù)表達式為________________________________；
已知K1000 ℃<K1200 ℃，若降低體系溫度，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量將會________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)常溫下，如果取0.1 mol·L－1 HA溶液與0.1 mol·L－1 NaOH溶液等體積混合(混合后溶液體積的變化忽略不計)，測得混合液的pH＝8。
①混合液中由水電離出的OH－濃度與0.1 mol·L－1 NaOH溶液中由水電離出的OH－濃度之比為________；
②已知NH4A溶液為中性，又知將HA溶液加到Na2CO3溶液中有氣體放出，試推斷(NH4)2CO3溶液的pH________7(填“<”“>”或“＝”)；相同溫度下，等物質(zhì)的量濃度的下列四種鹽溶液按pH由大到小的排列順序為(填序號)________。
a．NH4HCO3  b．NH4A       c．(NH4)2CO3  d．NH4Cl

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

煤化工是以煤為原料,經(jīng)過化學加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過程。
(1)已知在25 ℃、101 kPa時,C(s)、H2(g)和CO(g)燃燒的熱化學方程式分別為:
C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1="-393.5" kJ/mol;
H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH2="-241.8" kJ/mol;
CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH3="-283.0" kJ/mol;
①則C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=　　　　,該反應平衡常數(shù)的表達式為K=　　　　　　　　　　;升高溫度,則K值　　　　(填“變大”、“變小”或“不變”)。 
②如果①反應在容積不變的密閉容器中進行,當反應達到平衡時　　　　(填編號)。 
a.v正(CO)∶v逆(H2)=1∶1
b.碳的質(zhì)量保持不變
c.v正(CO)=v逆(H2O)
d.容器中的壓強不變
③在容積不變的密閉容器中進行①反應,可以使c(CO)增大的是　　　　。 
a.升高溫度
b.充入He(g),使體系壓強增大
c.將H2(g)從體系中分離出來
d.加入催化劑
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2 L的恒容密閉容器中,進行反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下2組數(shù)據(jù):

實驗組
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達到平衡所
需時間/min
H2O
CO
H2
CO
1
650
2
4
1.6
2.4
5
2
900
1
2
0.4
1.6
3
①實驗1中以v(CO2)表示的反應速率為　                     。 
②向?qū)嶒?的平衡混合物中再加入0.4 mol H2O(g)和0.4 mol CO2,達到新平衡時CO的轉(zhuǎn)化率　　　　(填“變大”、“變小”或“不變”)。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》將于2016年1月1日在我國全面實施。據(jù)此，環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)日報和實時報告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指標，為公眾提供健康指引，引導當?shù)鼐用窈侠戆才懦鲂泻蜕睢?br />(1)汽車排出的尾氣中含有CO和NO等氣體，用化學方程式解釋產(chǎn)生NO的原因________________________________________
(2)汽車排氣管內(nèi)安裝的催化轉(zhuǎn)化器，可使汽車尾氣中的主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。已知：
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
則反應2NO(g)＋2CO(g)??N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1；該反應的ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)。
(3)將0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一個容積恒定為1 L的密閉容器中，在不同條件下反應過程中部分物質(zhì)的濃度變化狀況如圖所示。

①計算產(chǎn)物N2在6～9 min時的平均反應速率v(N2)＝________mol·L－1·min－1；
②第12 min時改變的反應條件為________(填“升溫”或“降溫”)；
③計算反應在第24 min時的平衡常數(shù)K＝________。若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.060 mol，平衡將________移動(填“正向”“逆向”或“不”)。
(4)環(huán)境監(jiān)測中還可用沉淀法測定空氣中含有較高濃度SO2的含量，經(jīng)查得一些物質(zhì)在20 ℃的數(shù)據(jù)如下表：

溶解度(S)/g
溶度積(Ksp)
Ca(OH)2
Ba(OH)2
CaSO3
BaSO3
 0.160
3.89
6.76×10－3
5.48×10－9
 
①吸收SO2最合適的試劑是________[填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液；
②在20 ℃時，向CaSO3懸濁液中滴加適量的BaCl2溶液，當CaSO3向BaSO3的轉(zhuǎn)化達到平衡時，溶液中的＝____________(寫出表達式即可)。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

氯化鐵是一種重要的化工原料，無水氯化鐵遇潮濕空氣極易吸水生成FeCl3·nH2O。
（1）實驗室用如下裝置（部分加熱、夾持等裝置已略去）制備無水氯化鐵固體。

①裝置A中儀器z的名稱是___________。
②簡述檢驗裝置A氣密性的操作：______________________。
③按氣流方向連接各儀器接口，順序為a→_________ →__________ →_________ →__________→b→c→_________→__________，裝置D的作用是______________________。
（2）工業(yè)上制備無水氯化鐵的一種工藝流程如下：

①吸收塔中發(fā)生反應的離子方程式為_________________________________________。
②簡述由FeCl3·6H2O晶體得到無水氯化鐵的操作：________________________________。
③用碘量法測定所得無水氯化鐵的質(zhì)量分數(shù)：稱取m克無水氯化鐵樣品，溶于稀鹽酸，再轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中，用蒸餾水定容；取出10 mL，加入稍過量的KI溶液，充分反應后，滴入指示劑_________（填試劑名稱），用c mol/L的Na2S2O3溶液進行滴定，終點時消耗V mLNa2S2O3溶液（已知：I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－）。則樣品中氯化鐵的質(zhì)量分數(shù)為____________。
（3）若已知：
Fe(OH)3(aq)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq) △H＝a kJ/mol
H2O(l)H＋(aq)＋OH－(aq)  △H＝b kJ/mol
請寫出Fe3＋發(fā)生水解反應的熱化學方程式________________________________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

我國是個鋼鐵大國,鋼鐵產(chǎn)量為世界第一,高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法。
I.已知反應 Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g) ΔH＝-23.5 kJ·mol-1，該反應在
1000℃的平衡常數(shù)等于4。在一個容積為10L的密閉容器中,1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1. 0mol,反應經(jīng)過l0min后達到平衡。
（1）CO的平衡轉(zhuǎn)化率=____________
（2）欲提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,促進Fe2O3的轉(zhuǎn)化,可采取的措施是________
a．提高反應溫度
b．增大反應體系的壓強
c．選取合適的催化劑
d．及時吸收或移出部分CO2
e．粉碎礦石,使其與平衡混合氣體充分接觸
Ⅱ.高爐煉鐵產(chǎn)生的廢氣中的CO可進行回收,使其在一定條件下和H2反應制備甲醇:
CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)。請根據(jù)圖示回答下列問題:

（1）從反應開始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應速率v(H2)=________
（2）若在溫度和容器相同的三個密閉容器中,按不同方式投入反應物,測得反應達到平衡吋的有關數(shù)據(jù)如下表：

容器
反應物投入的量
反應物的
轉(zhuǎn)化率
CH3OH的濃度
能量變化
(Q1、Q2、Q3均大于0)
甲
1mol CO和2mol H2
α1
c1
放出Q1kJ熱量
乙
1mol CH3OH
α2
c2
吸收Q2kJ熱量
丙
2mol CO和4mol H2
α3
c3
放出Q3kJ熱量
 
則下列關系正確的是________
A．c1=c2     B．2Q1=Q3   C．2α1=α3      D．α1+α2 =1
E．該反應若生成1mol CH3OH，則放出(Q1+Q2)kJ熱量
Ⅲ．以甲烷為燃料的新型電池，其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池，目前得到廣泛的研究，如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。回答下列問題：

（1）B極上的電極反應式為                                            
（2）若用該燃料電池做電源，用石墨做電極電解100mL 1mol/L的硫酸銅溶液，當兩極收集到的氣體體積相等時，理論上消耗的甲烷的體積為            （標況下）。

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