9．(16分)(1)已知4g甲烷氣體充分燃燒生成CO ₂(g)和H₂O(l)時(shí)，放出Q kJ的熱量．甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________．

(2)我國自行研制的優(yōu)質(zhì)磷酸二氫鉀(KDP)晶體被應(yīng)用于大功率固體激光器中．反應(yīng)方程式為H₃PO₄(aq)+KCl(aq) KH₂PO₄(aq)+HCl(aq)，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間不同時(shí)，產(chǎn)品產(chǎn)率和產(chǎn)品中Cl^‑含量變化情況如圖所示．KDP晶體的一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)：Cl^－質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.2%．

由圖中可知，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到約　　　　　 min時(shí)，KDP晶體達(dá)到一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)的產(chǎn)品產(chǎn)率約為　　　　 ．

(3)如圖在一定條件下，將1mol N₂與3mol H₂混合于一個(gè)10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到A平衡時(shí)，混合氣體中氨體積分?jǐn)?shù)為25%，試回答：

①N₂的轉(zhuǎn)化率α_A為　　　　　　 ．

②在狀態(tài)A時(shí)，平衡常數(shù)K_A=　　　　　　　　 (代入數(shù)值即可)當(dāng)溫度由T₁變到T₂時(shí)，K_A　 　　　　　K_B(填“＞”、“＜”或“＝”)

(4)25℃時(shí)，Ksp[Mg(OH)₂]＝5.61×10^－12，Ksp[MgF₂]＝7.42×10^－11．下列說法正確的是　　　　　　

A．25℃時(shí)，飽和Mg(OH)₂溶液與飽和MgF₂溶液相比， c(Mg²⁺)一樣大

B．25℃時(shí)，在Mg(OH)₂的懸濁液中加入少量的NH₄Cl固體，c(Mg²⁺)減小

C．25℃時(shí)，Mg(OH)₂固體在20mL0.01mol·L^－1氨水中的Ksp和在20mL0.01 mol·L^－1

NH₄Cl溶液中的Ksp相等

D．25℃時(shí)，在Mg(OH)₂懸濁液中加入NaF溶液后，Mg(OH)₂可能轉(zhuǎn)化為MgF₂

E．25℃時(shí)，某飽和Mg(OH)₂溶液中c(Mg²⁺)=0.0561mol·L^－1，則溶液的pH=9

8．(共15分)

(1)① I　 (2分) ② ＜　 ③ 80%　　　 (各2分)

(2) 442.8 kJ(3分)

(3)① O₂ + 2H₂O + 4e^- =　 4OH^-　　　　 (3分)

② 2CH₃OH + 3O₂ + 4OH^- = 2CO₃^2- + 6H₂O　　　　　　 (3分)

8．(15分) 能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。

(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：

　　 反應(yīng)I：　 CO(g) + 2H₂(g)　 　CH₃OH(g)　 ΔH₁

　　 反應(yīng)II： CO₂(g) + 3H₂(g) 　CH₃OH(g)　 +　 H₂O(g)　 ΔH₂

　　 ① 上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是　 　　(填“I”或“Ⅱ”)。

　　 ② 下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)I在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。

由表中數(shù)據(jù)判斷ΔH₁ 　　　0 (填“＞”、“＝”或“＜”)�！　　�

　　 ③ 某溫度下，將2 mol CO和6 mol H₂充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測得c(CO)＝ 0.2 mol／L，則CO的轉(zhuǎn)化率為 　　　　。

(2)已知在常溫常壓下：

① 2CH₃OH(l) + 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) + 4H₂O(g)　 ΔH ＝ －1275.6 kJ／mol

② 2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)　 ΔH ＝ －566.0 kJ／mol

③ H₂O(g) ＝ H₂O(l)　 ΔH ＝ －44.0 kJ／mol

請(qǐng)計(jì)算1 mol甲醇不完全燃燒生成1 mol一氧化碳和液態(tài)水放出的熱量為　　　　　　　　

(3)某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理，

設(shè)計(jì)如右圖所示的電池裝置。

①　　 該電池正極的電極反應(yīng)為

　　　 　　　　　　　　　　　。

② 工作一段時(shí)間后，測得溶液的

pH減小，該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為

　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。

7．(14分)(1)-246.1 kJ·mol^-1(3分，未寫單位扣1分)；因?yàn)檫@些反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)器內(nèi)溫度必升高。而溫度升高，化學(xué)平衡向左移動(dòng)，同時(shí)，溫度不斷升高，催化劑的活性將降低，均不利于二甲醚的合成。(2分，只寫出溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響而未指出溫度對(duì)催化劑活性影響的扣1分)

(2)B、D(2分，錯(cuò)選1個(gè)扣1分)

(3)①正(2分)，②CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺(3分，二甲醚寫分子式不扣分)，③7.2(2分)

7.(14分)DME(二甲醚、CH₃OCH₃)是一種重要的清潔能源，可作為柴油的理想替代燃料和民用燃料，被譽(yù)為“二十一世紀(jì)的新能源”。另外，二甲醚還被廣泛用作致冷劑、氣霧劑以及有機(jī)化工中間體。

(1)工業(yè)上一步法制二甲醚的生產(chǎn)流程如下：

在一定的溫度(230-280⁰C)、壓強(qiáng)(2-10MPa)和催化劑作用下，反應(yīng)器中進(jìn)行下列一些反應(yīng)：

　 CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)　 △H= -90.7kJ·mol^-1

　 2CH₃OH(g) CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) △H= -23.5kJ·mol^-1

CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g) △H= -41.2kJ·mol^-1

①反應(yīng)器中總反應(yīng)式可表示為：3CO(g)+3H₂(g)CH₃OCH₃(g)+CO₂(g)，則該反應(yīng)的△H = 　　▲　 　。

②在生產(chǎn)過程中反應(yīng)器必須要進(jìn)行換熱，以保證反應(yīng)器的溫度控制在230-280⁰C，其原因是　 ▲　 。

(2)CO₂是大氣中含量最高的一種溫室氣體，控制和治理CO₂是解決溫室效應(yīng)的有效途徑。目前，由CO₂來合成二甲醚已取得了較大的進(jìn)展，其化學(xué)反應(yīng)是：2CO₂(g)+6H₂(g)CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g) △H＞0。判斷該反應(yīng)在一定條件下，體積恒定的密閉容器中是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是　 ▲　 。

A．容器中密度不變　　　　　 B．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

C．v(CO₂)︰v(H₂)=1︰3　　　 D．單位時(shí)間內(nèi)消耗2molCO₂，同時(shí)消耗1mol二甲醚

(3)右圖為二甲醚燃料電池的工作原理示意圖。請(qǐng)回答下列問題：

①A電極是　 ▲　 極。

②B電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是 　　▲　 　。

③若燃料電池中通入二甲醚(沸點(diǎn)為-24.9 ℃)的速率為1.12L/min(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，以該燃料電池作為電源電解2 mol·L^-1CuSO₄溶液500mL，則通電30秒鐘后理論上在陰極可析出金屬銅 　　▲　 g(假設(shè)整個(gè)過程中，能量利用率為75%)。

6. (14分)(1)① 溫度(1分)　　 ② b　 (1分)

(2)① 0.13mol•(L•min) ^-1(2分)　 ② 放(1分)　 K=0.17(2分)

③ b=2a(1分)，a>1(或使用合適的催化劑)(1分)

　(3)c、d　 (2分)

(4)正　 (1分)　 CH₃ OH －6 e^－ + 8 OH^－ === CO₃^2－ + 6 H₂O (2分)

6、(14分)煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)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)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，

①該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與　　　　　　 　有關(guān)；

②一定溫度下，在一個(gè)容積可變的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是　 　　　　　　　(填字母，下同)。　

a．容器中的壓強(qiáng)不變　　

　b．1 mol H-H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2 molH-O鍵

c． c(CO)=c(H₂)

(2)將不同量的CO(g)和H₂O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)

　CO(g)+H₂O(g)　　　 CO₂(g)+H₂(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：

①實(shí)驗(yàn)1中以v(CO₂) 表示的反應(yīng)速率為　　　　　　 　。(取小數(shù)二位，下同)

②該反應(yīng)為 　　　　(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K=_______.

③若實(shí)驗(yàn)3要達(dá)到與實(shí)驗(yàn)2相同的平衡狀態(tài)(即各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別相等)，且t<3min，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是　　　　　　　　　　　 　(用含a、b的數(shù)學(xué)式表示)。

(3)目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：

CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ，右下圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量(單位為kJ•mol^-1)的變化。在體積為1 L的恒容密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，下列措施中能使c (CH₃OH)增大的是___________。

a．升高溫度　　　

b．充入He(g)，使體系壓強(qiáng)增大

c．將H₂O(g)從體系中分離出來　　

d．再充入1mol CO₂和3mol H₂

(4)利用甲醇設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池：用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液，多孔石墨做電極,采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑。則通入氧氣的電極應(yīng)為　　　 極(填寫“正”或“負(fù)”)， 放入甲醇的電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是　　　　　　　　　　　　

5.(13分)(1)8Al+3Fe₃O₄4Al₂O₃+9Fe　(2分)

(2)①煮沸　(1分)

②負(fù)　(1分)　生成白色沉淀　(1分)

Fe－2e^－+2OH^－===Fe(OH)₂ ↓　(2分)

③4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O===4Fe(OH)₃　(3分)

(3)Fe_aO_b　(3分)

[解析](1)R為Fe，F(xiàn)e在X(O₂)中燃燒生成甲(Fe₃O₄)，F(xiàn)e₃O₄在高溫下與Al發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Fe和Al₂O₃：8Al + 3Fe₃O₄4Al₂O₃+ 9Fe。

(2)①由于Fe(OH)₂易被O₂氧化，所以配制NaCl、NaOH混合液中需通過加熱煮沸的方法除去溶解在溶液中的O₂。

②R與電源正極相連，失去電子產(chǎn)生Fe²⁺，所以石墨應(yīng)連接電源的負(fù)極。Fe失去電子生成的Fe²⁺與溶液中的OH^―反應(yīng)生成白色的Fe(OH)₂沉淀，其電極反應(yīng)為：Fe－2e^－+2OH^―===Fe(OH)₂↓。

③Fe(OH)₂被空氣中的O₂氧化生成紅褐色的Fe(OH)₃：4Fe(OH)₂+ O₂+2H₂O===4Fe(OH)₃↓。

(3)R的氧化物與Al發(fā)生鋁熱反應(yīng)后生成的Fe與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H₂(假設(shè)為a mol)，等量的R的氧化物和Al粉混合物與NaOH溶液反應(yīng)時(shí)，Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H₂(假設(shè)為b mol)。根據(jù)Fe-H₂，Al-1.5H₂，Al-1.5O，可得R中含有a mol Fe，b mol O，故R的化學(xué)式為Fe_aO_b。

5.(13分)M、R都是生活中常見的金屬單質(zhì)，其中R是用量最多的金屬。甲、乙是化合物，其中甲是黑色晶體，可由R在X中燃燒得到。

(1)M與甲在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　

(2)電解法制R低價(jià)氫氧化物的裝置如圖。a是4 mol·L^－1NaCl、

1 mol·L^－1NaOH的混合溶液。

①配制a時(shí)需要除去蒸餾水中溶解的O₂，常采用　　的方法。

②石墨電極應(yīng)與電源的　　(填“正”或“負(fù)”)極相連接，通電后，R電極附近的現(xiàn)象是　　，R極的電極反應(yīng)式是　。

③停止實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，在R極上部有紅褐色物質(zhì)產(chǎn)生，反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　。

(3)把R的某氧化物粉末與M粉末混合后分成兩等份。一份在高溫下恰好完全反應(yīng)后，再與足量鹽酸反應(yīng)；另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應(yīng)。前后兩種情況下生成的氣體質(zhì)量比是a∶b，則R的氧化物的化學(xué)式是　　。

4．(16分)：每空2分

　 (1)226.3kJ

　 (2)①低于　 ②c　 ③n/3；2.08

　 (3)①0.00592mol·L^-1·s^-1　　　　 ②H₂+CO－2e^－=CO₂+H₂O

陽極：N₂O₄+2HNO₃－2e^－=2N_­2O₃+2H⁺