（16分）I、用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+ CO2（g）+2H2O（g）     △H=" -574" kJ·mol-l 
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+ CO2（g）+ 2H2O（g）       △H=" -1160" kJ·mol-l
③H2O（g）=H2O（1）    △H=-44．0 kJ·mol-l
寫出CH4（g）與NO2（g）反應生成N2（g）、CO2（g）和H2O（1）的熱化學方程式____   。
II、開發(fā)新能源和三廢處理都是可持續(xù)發(fā)展的重要方面。
（1）由碳的氧化物贏接合成乙醇燃料已進入大規(guī)模生產(chǎn)。如采取以CO和H2為原料合成乙醇，化學反應方程式：2CO（g）+4H2（g）－CH3CH2OH（g）+H2O（g）;若密閉容器中充有10 mol CO與20mol H2，在催化劑作用下反應生成乙醇：CO的轉(zhuǎn)化率（a）與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。

①若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài)，此時在A點時容器的體積為10L，則該溫度下的平衡常數(shù)：K=____     ；
②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài)，則白反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA    tC（填 “>”、“<”或“=”）。
（2）日前工業(yè)上也可以用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生反應：CO2（g）+3H2（g）   CH3OH（g）+H2O（g）△H<0，若將6mo1 CO2和8mol H2充入2L的密閉容器中，測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如右圖所示（實線）。
①若改變某一實驗條件再進行兩次實驗，測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中虛線所示，曲線I對應的實驗條件改變可能是       ，曲線II對應的實驗條件改變可能是____  。
②請在答題卷圖中繪出甲醇的物質(zhì)的量隨時間變化曲線。

III、用MnO2制KMnO4的工藝流程如圖：電解池中兩極材料均為碳棒，在水或酸性溶液中K2MnO4發(fā)生歧化而變成MnO2和KMnO4。

①寫出240℃熔融時發(fā)生反應的化學方程式              ，投料時必須滿足n（KOH）:n（MnO2）              。
②陽極的電極反應為                   。
③B物質(zhì)是          （填化學式），可以循環(huán)使用的物質(zhì)是           （填化學式）。

28.（16分）Ⅰ、 CH4(g)+2NO2(g) = N2(g) + CO2(g) +2H2O(l)  ⊿H=" -955" kJ·mol－1（2分）
Ⅱ、（1）①K="0.25" （2分）   ② > （1分）
（2）①升溫（1分）增壓（1分）（其他合理答案參照給分）
②如右圖（2分）
Ⅲ、① 2MnO2 + O2 + 4KOH 2K2MnO4 + 2H2O（2分）
大于2 : 1  (1分)
② MnO42- - e- =  MnO4-   (2分)    
③ H2（1分）    KOH固體 （1分）

解析試題分析：Ⅰ：(1)將方程式（①+②+③×4）/2得CH4（g）與NO2（g）反應生成N2（g）、CO2（g）和H2O的方程式，故△H=（-574 -1160-44．0×4）/2= -955 kJ·mol－1；Ⅱ：（1）①A點時CO的轉(zhuǎn)化率為50％，轉(zhuǎn)化量為5mol，故平衡時CO、H2、CH3CH2OH、H2O的物質(zhì)的量分別為5mol、10mol、2.5mol、2.5mol，平衡濃度分別為0.5mol/L、1mol/L、0.25mol/L、0.25mol/L，代入平衡常數(shù)表達式K==0.25；②C點的溫度高，反應速率快，達到平衡所用的時間短；（2）①曲線Ⅰ和實線相比較，加快了反應速率，平衡向左移動了，故為升高溫度；虛線Ⅱ和實線相比較，反應速率加快，平衡向右移動了，故為加壓；②甲醇的物質(zhì)的量從零開始逐漸增大，達到平衡狀態(tài)時氫氣消耗6mol，生成甲醇2mol，以后甲醇的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化了；Ⅲ①由題目信息可得通過二氧化錳和KOH、氧氣在熔融條件下生成K2MnO4，結(jié)合原子守恒和氧化還原方程式的配平方法寫出化學方程式；當KOH和二氧化錳之比為2:1時恰好完全反應，當在水或酸性溶液中K2MnO4發(fā)生歧化而變成MnO2和KMnO4，需保持堿性環(huán)境，故兩者物質(zhì)的量之比大于2:1；②陽極MnO42-失去電子發(fā)生氧化反應生成MnO4- ，故為MnO42- - e- =  MnO4- ；③陰極氫離子得電子生成氫氣，同時生成氫氧化鉀，氫氧化鉀可以循環(huán)使用。
考點：蓋斯定律、化學平衡常數(shù)的計算、影響化學平衡的條件、電極反應式的書寫和電極產(chǎn)物的判斷等知識

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

以黃鐵礦(主要成分是FeS2)為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下：

(1)若從下列四個城市中選擇一處新建一座硫酸廠，你認為廠址宜選在______的郊區(qū)(填標號）
A.有豐富黃鐵礦資源的城市      B.風光秀麗的旅游城市
C.消耗硫酸甚多的工業(yè)城市     D.人口稠密的文化、商業(yè)中心城市
(2)沸騰爐中發(fā)生反應的化學方程式為_____，接觸室中發(fā)生反應的化學方程式是_____。
(3) 在硫酸工業(yè)制法中，下列生產(chǎn)操作與說明生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確的是_____。
A. 硫鐵礦燃燒前要粉碎，因為大塊的黃鐵礦不能在空氣中反應
B. 從沸騰爐出來的氣體要凈化，因為爐氣中的SO2會與雜質(zhì)反應
C. SO2氧化成SO3要用催化劑，這樣可提高SO2的轉(zhuǎn)化率
D. SO3用98. 3%的濃硫酸來吸收，目的是為了防止形成酸霧，以提髙SO3吸收效率
(4) 下表是壓強對SO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響

對于SO2轉(zhuǎn)化SO3的反應,增大壓強可使轉(zhuǎn)化率______________，但在實際工業(yè)生產(chǎn)中常采用常壓條件，理由是________________________________。
(5)某工廠用500t含硫量為48%的黃鐵礦制備硫酸，若在沸騰爐中有2%的FeS2損失,在接觸室中SO3的產(chǎn)率為96%,則可得到98%的濃硫酸的質(zhì)量是_____t。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

一定溫度時，在容積一定的密閉容器中，反應A(？)＋B(g)  C(g)＋D(g)達到平衡后，升高溫度容器內(nèi)氣體的密度增大。請回答下列問題：
（1）正反應是        （填“放熱”或“吸熱”）反應；該反應的化學平衡常數(shù)的表達式是             。
（2）能判斷該反應一定達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是         。（填寫字母編號）
A．體積分數(shù)組成C％＝D％
B．單位時間內(nèi)生成n molA的同時生成n molC
C．溫度和體積一定時，某一生成物濃度不再變化
D．溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化
（3）該反應的正反應速率隨時間變化的關(guān)系如圖所示。t2時改了某種條件，改變的條件是     。（填寫字母編號）

A．升溫           B．加壓         C．催化劑        D．增加A的量
（4）升高溫度到T℃時，在一密閉容器中充入2mol A和3mol B，發(fā)生上述反應。平衡后測得K=1。然后在溫度不變的情況下，擴大容器容積至原來的10倍，結(jié)果A的百分含量始終未改變，則此時B的轉(zhuǎn)化率是        。

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科目：高中化學 來源： 題型：問答題

(18分)為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量，研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量顯得尤為重要。
（1）汽車內(nèi)燃機工作時會引起N2和O2的反應：N2（g）+O2（g）2NO（g），是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一。
①在T1、T2溫度下，一定量的NO發(fā)生分解反應時N2的體積分數(shù)隨時間變化如圖所示，根據(jù)圖像判斷反應N2（g）+O2（g）2NO（g）的△H__________0(填“>”或“<”)。

②在T3溫度下，向2L密閉容器中充入10molN2與5mo1O2，50秒后達到平衡，測得NO的物質(zhì)的量為2mol，則該反應的速率v (N2)=___________________。該溫度下，若開始時向上述容器中充入N2與O2均為1 mol，則達到平衡后N2的轉(zhuǎn)化率為____________。
（2）利用下圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2，用陰極排出的溶液可吸收NO2。

①陽極的電極反應式為_____________________。
②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO2，使其轉(zhuǎn)化為無害氣體，同時有SO32—生成。該反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_______________。
（3）一定條件下可用甲醇與CO反應生成醋酸消除CO污染。常溫下，將a mol·L的醋酸與b molLBa(OH)2溶液等體積混合，充分反應后，溶液中存在2c(Ba2＋)=c(CH3COO－)，則該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka=______________________(用含a和b的代數(shù)式表示)。

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科目：高中化學 來源： 題型：問答題

(18分)堿金屬元素的單質(zhì)及其化合物被廣泛應用于生產(chǎn)、生活中。

②一定量的Na在足量O2中充分燃燒，參加反應的O2體積為5.6 L(標準狀況)，則該反應過程中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為_________。
（2）金屬鋰廣泛應用于化學電源制造，鋰水電池就是其中的一種產(chǎn)品。該電池以金屬鋰和 鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，加入水即可放電。
總反應為：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑
①鋰水電池放電時，向_________極移動。
②寫出該電池放電時正極的電極反應式：_________________。
③電解熔融LiCl可以制備金屬Li。但LiC1熔點在873 K以上，高溫下電解，金屬Li產(chǎn)量極低。經(jīng)過科學家不斷研究，發(fā)現(xiàn)電解LiCl—KCl的熔鹽混合物可以在較低溫度下生成金屬Li。
你認為，熔鹽混合物中KCl的作用是_________________________________________。
寫出電解該熔鹽混合物過程中陽極的電極反應式：______________________________。
（3）最新研究表明，金屬鉀可作工業(yè)上天然氣高溫重整的催化劑，有關(guān)反應為：
。一定溫度下，向2 L容積不變的密閉容器中充入4 mol 和6 mo1 H2O(g)發(fā)生反應，10 min時，反應達到平衡狀態(tài)，測得CH4(g)和H2(g)的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。

①0～10 min內(nèi)用(CO)表示的化學反應速率為_________。
②下列敘述中，能夠證明該反應已達到平衡狀態(tài)的是_________(填序號)。
a．生成3 molH-H鍵的同時有4 molC-H鍵斷裂
b．其他條件不變時，反應體系的壓強保持不變
c．反應混合氣體的質(zhì)量保持不變
d．
③此溫度下，該反應的化學平衡常數(shù)K=_________mo12·L-2。

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科目：高中化學 來源： 題型：問答題

（14分）工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
（1）判斷反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是（填字母序號）__________

A．生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等 B．混合氣體的密度不變
C．混合氣體的相對平均分子質(zhì)量不變 D．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化
（2）下表所列數(shù)據(jù)是反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù)（K）
溫度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
 
①該反應化學平衡常數(shù)表達式K=                          
②由表中數(shù)據(jù)判斷該反應的△H__________0（填“>”、“=”或“<”）；
③某溫度下，將2molCO和6mol H2充入2L的密閉容器中，充分反應后，達到平衡時測得C(CO)=0.2mol·L-1，此時的溫度為__________
（3）25℃101KPa下，1g液態(tài)甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出熱量22.68kJ，表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為                                   
（4）據(jù)報道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強堿做電解質(zhì)溶液的新型手機電池，電量可達現(xiàn)在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍，該電池工作時負極電極反應式為                  。若反應時消耗16g甲醇所產(chǎn)生的電能電解足量的CuSO4溶液，則將產(chǎn)生標準狀況下的O2________升

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科目：高中化學 來源： 題型：問答題

[15分]甲烷自熱重整是先進的制氫方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反應系統(tǒng)同時通入甲烷、氧氣和水蒸氣，發(fā)生的主要化學反應有：

反應過程
化學方程式
焓變△H
(kJ/mol)
活化能Ea
(kJ/mol)
甲烷氧化
CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)
－802.6
125.6
CH4(g)＋O2(g)CO2(g)＋2H2(g)
－322.0
172.5
蒸汽重整
CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
206.2
240.1
CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)
165.0
243.9
回答下列問題：
（1）反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的△H=        kJ/mol。
（2）在初始階段,甲烷蒸汽重整的反應速率    甲烷氧化的反應速率（填大于、小于或等于）。
（3）對于氣相反應，用某組分(B)的平衡壓強(PB)代替物質(zhì)的量濃度(cB)也可以平衡常數(shù)（記作KP），則反應CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)的KP＝                         ；
隨著溫度的升高，該平衡常數(shù)           （填“增大”、“減小”或“不變”）。
（4）從能量階段分析，甲烷自熱重整方法的先進之處在于                           。
（5）在某一給定進料比的情況下，溫度、壓強對H2和CO物質(zhì)的量分數(shù)的影響如下圖：

①若要達到H2物質(zhì)的量分數(shù)>65%、CO的物質(zhì)的量分數(shù)<10%，以下條件中最合適的是  。
A．600℃，0.9Mpa    B．700℃，0.9MPa    C．800℃，1.5Mpa    D．1000℃，1.5MPa
②畫出600℃，0.1Mpa條件下，系統(tǒng)中H2物質(zhì)的量分數(shù)隨反應時間（從常溫進料開始即時）
的變化趨勢示意圖：

（6）如果進料中氧氣量過大，最終導致H2物質(zhì)的量分數(shù)降低，原因是              。

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科目：高中化學 來源： 題型：問答題


I．800℃時，向容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO和H2O維持恒溫，發(fā)生反應CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，反應過???中測定的部分數(shù)據(jù)見下表：

反應時間/min
0
2
4
6
n(CO)/mol
1.20
0.90
 
0.80
n(H2O)/ mol
0.60
 
0.20
 
①反應在2 min內(nèi)的平均速率為v(H2O)＝__________；
②800℃時，化學平衡常數(shù)K的值為______________；
③保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20 mol H2O，與原平衡相比，達到新平衡時CO轉(zhuǎn)化率______（填“增大”或“減小”或“不變”）。
④在恒溫恒壓密閉容器中通入CO和H2O各1 mol發(fā)生該反應，當反應達到平衡后，維持溫度與壓強不變，t1時再通入各1 mol的CO和H2O的混合氣體，請在下圖中畫出正(v正)、逆(v逆)反應速率在t1后隨時間t變化的曲線圖。

II.實驗室中利用復分解反應制取Mg(OH)2。實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象如下表所示（溶液體積均取用1mL）：

①現(xiàn)象III是            ；
②如果向0.028 mol/L的MgCl2溶液中加入等體積的NaOH溶液，請計算NaOH溶液的濃度至少達到     mol/L時，溶液中開始出現(xiàn)白色沉淀（Ksp(Mg(OH)2)= 5.6×10-12）。
③MgCl2溶液和氨水混合后存在下列化學平衡：
Mg2+(aq) + 2NH3·H2O(aq)2NH4+(aq) + Mg(OH)2(s)該反應化學平衡常數(shù)的表達式為K=                  ，列出該反應平衡常數(shù)K與Kb(NH3·H2O)、Ksp(Mg(OH)2)的關(guān)系式       。

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科目：高中化學 來源： 題型：計算題

（1）將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入體積2L的恒容密閉容器中，進行反應CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），得到如下兩組數(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
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
6
2
900
2
1
0.4
1.6
3
 
①實驗1中以v(CO2)表示的平均反應速率為        （第二位小數(shù)）。
②該反應為      （填“吸熱”或“放熱”）反應。
③求實驗2的平常常數(shù)K，要求寫出計算過程，結(jié)果取二位小數(shù)。
（2）已知在常溫常壓下：

寫出甲醇不完全燃燒生成CO和液態(tài)水的熱化學方程式                         。
（3）甲醇和氧氣完全燃燒的反應可以設計為燃料電池，裝置如圖，該電池通過K2CO3溶液吸收反應生的CO2。則負極的電極反應為              。

（4）CaCO3的KSP=2.8×10¯9。將等體積CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的濃度為2×10¯4mol/L，則生成沉淀所需該CaCl2溶液的最小濃度為        。

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