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題型專練11 基本理論 1. 氮和碳的化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。 （1）已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)； ΔH＝＋180.5 kJmol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)； ΔH＝－483.6 kJmol－1 則反應(yīng)2H2(g)＋2NO(g)===2H2O(g)＋N2(g)；ΔH＝__________。 （2）在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件，將CO和H2的混合氣體在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為甲醇的反應(yīng)為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0 ①下列能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________________。 a．混合氣體的密度不再變化 b．CO和H2的物質(zhì)的量之比不再變化 c．v(CO)=v(CH3OH) d．CO在混合氣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變 ②T1℃時(shí)，在一個(gè)體積為5 L的恒壓容器中充入1 mol CO、2 mol H2，經(jīng)過(guò)5 min達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為0.75，則T1℃時(shí)，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)K=_______________________。 ③在T1℃時(shí)，在體積為5 L的恒容容器中充入一定量的H2和CO，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)與n(H2)／n(CO)的關(guān)系如圖所示。溫度不變，當(dāng)時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖象中的___________點(diǎn)。 （3）用催化轉(zhuǎn)化裝置凈化汽車尾氣，裝置中涉及的反應(yīng)之一為：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ①探究上述反應(yīng)中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系，得到如圖1所示的曲線。催化裝置比較適合的溫度和壓強(qiáng)是___________。 ②測(cè)試某型號(hào)汽車在冷啟動(dòng)(冷啟動(dòng)指發(fā)動(dòng)機(jī)水溫低的情況下啟動(dòng))時(shí)催化裝置內(nèi)CO和NO百分含量隨時(shí)間變化曲線如圖2所示。則前10 s內(nèi)，CO和NO百分含量沒(méi)明顯變化的原因是____________。 （4）右圖所示的裝置能吸收和轉(zhuǎn)化NO2和SO2。 ①陽(yáng)極區(qū)的電極反應(yīng)式為___________________________。 ②陰極排出的溶液中含S2O離子，能將NO2氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)污染氣體，同時(shí)生成的SO可在陰極區(qū)再生。寫出該反應(yīng)的離子方程式：___________________________。 【答案】 (1). －664.1 kJmol－1 (2). ad (3). 300 (4). F (5). 400K，1Mpa (6). 尚未達(dá)到催化劑工作溫度或尚未達(dá)到反應(yīng)所需的溫度 (7). SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋ (8). 4S2O＋2 NO2＋8OH－=8SO＋N2＋4H2O 【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律：第二個(gè)方程式減第一個(gè)方程式，整理后即可計(jì)算出該反應(yīng)的ΔH= －664.1 kJmol－1；正確答案：－664.1 kJmol－1。 （2）①在壓強(qiáng)不變的情況下，反應(yīng)前后混合氣體的總質(zhì)量不發(fā)生改變，氣體的總體積在發(fā)生變化，當(dāng)二者的比值不再發(fā)生改變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a正確；CO和H2都為反應(yīng)物，在發(fā)生反應(yīng)時(shí)是按照1:2比例進(jìn)行的，無(wú) 論 進(jìn) 行 到 什 么 程 度，二 者的物質(zhì)的量之比不再變化，無(wú)法判斷反應(yīng)是否達(dá)平衡，b錯(cuò)誤；v(CO)=v(CH3OH)沒(méi) 有 標(biāo) 出 速 率 的方向，無(wú)法判定，c錯(cuò)誤；反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，CO在混合氣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變，d正確。答案選ad。 ② 因?yàn)镃O的轉(zhuǎn)化率為0.75，所 以 反應(yīng) 中 消 耗 CO的 總 量為 0.75 mol，容器的體積為5 L。 CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) 起始量 1 2 0 變化量 0.75 1.5 0.75 平衡量 0.25 0.5 0.75 平衡濃度0.05 0.1 0.15 平衡常數(shù)=，正確答案：300。 ③溫度不變，當(dāng)時(shí)， 甲醇的體積分?jǐn)?shù)為最大值， 當(dāng)時(shí)，雖然增加了氫氣的濃度，平衡右移，甲醇的含量增加，但是混合氣體的總體積增加的多，導(dǎo)致CH3OH的體積分?jǐn)?shù)減少，應(yīng)該是圖象中的F點(diǎn)；正確選項(xiàng)F。 （3）①根據(jù)圖像可知，在壓強(qiáng)不變的情況下，該反應(yīng)溫度越低，NO的轉(zhuǎn)化率越大；當(dāng)反應(yīng)溫度在400K時(shí)，壓強(qiáng)為1 Mpa時(shí)，轉(zhuǎn)化率為90%，當(dāng)壓強(qiáng)增大到5 Mpa時(shí)，轉(zhuǎn)化率為95%，雖然轉(zhuǎn)化率有提高，但是壓強(qiáng)的增大，需 要 很 高 的 成本，不劃算，所以催化裝置比較適合的溫度和壓強(qiáng)是400K、1Mpa；答案為400K、1Mpa。 ②需要控制在一定的溫度范圍內(nèi)，才能發(fā)揮催化劑的最大催化能力，則前10 s內(nèi)，尚未達(dá)到催化劑工作溫度或尚未達(dá)到反應(yīng)所需的溫度，所以CO和NO百分含量沒(méi)明顯變化；正確答案：尚未達(dá)到催化劑工作溫度或尚未達(dá)到反應(yīng)所需的溫度。 （4）①陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，SO2失去電子被氧化為硫酸，根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒規(guī)律，極反應(yīng)為SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋ ；正確答案為 SO2－2e－＋2H2O==SO＋4H＋。 ②在堿性環(huán)境中，S2O離子中+3價(jià)硫元素被氧化為+4價(jià)的SO，NO2中+4價(jià)的氮元素被還原到0價(jià)，即為氮?dú)?，無(wú)污染氣體，離子方程式為4S2O＋2 NO2＋8OH－ = 8SO＋N2 ＋4H2O ； 正確答案：4S2O＋2 NO2＋8OH－ =8SO＋N2＋4H2O 。 2. 在一定的溫度、壓強(qiáng)和釩催化劑存在的條件下，SO2被空氣中的O2氧化為SO3。V2O5是釩催化劑的活性成分，郭汗賢等提出：V2O5在對(duì)反應(yīng)I的催化循環(huán)過(guò)程中，經(jīng)歷了Ⅱ、Ⅲ兩個(gè)反應(yīng)階段，圖示如圖1： 圖1 （1）①已知有關(guān)氣體分子中1mol化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量數(shù)據(jù)如下： 化學(xué)鍵 S=O(SO2) O=O(O2) S=O(SO3) 能量/kJ 535 496 472 由此計(jì)算反應(yīng)Ⅰ的△H=_________kJmol-1。 ②寫出反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式_________。 （2）不能說(shuō)明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________。 A．恒容密閉容器中混合氣體的壓強(qiáng)不再變化 B．恒容密團(tuán)容器中混合氣體的密度不再變化 C．混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化 D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化 E．n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)=2∶1∶2 F．SO2氣體的百分含量不再變化 （3）在保持體系總壓為105Pa的條件下進(jìn)行反應(yīng)SO2+1/2O2SO3，原料氣中SO2和O2的物質(zhì)的量之比m(m=)不同時(shí)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(t)的關(guān)系如下圖所示： ①圖中m1、m2、m3的大小順序?yàn)開________，理由是_________。 ②反應(yīng)I的化學(xué)平衡常數(shù)Kp表達(dá)式為_________(用平衡分壓代替平衡濃度表示)。圖中A點(diǎn)原料氣的成分是：n(SO2)=10mol,n(O2)=24.4mol,n(N2)=70mol,達(dá)平衡時(shí)SO2的分壓p(SO2)為_________Pa。(分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。 ③近年，有人研發(fā)出用氧氣代替空氣的新工藝，使SO2趨于全部轉(zhuǎn)化。此工藝的優(yōu)點(diǎn)除了能充分利用含硫的原料外，主要還有_________。 【答案】 (1). -98 (2). SO2 + V2O5V2O4SO3 (3). B E (4). m1>m2>m3 (5). 相同溫度和壓強(qiáng)下，若SO2濃度不變，O2濃度增大，轉(zhuǎn)化率提高，m值減小。 (6). Kp= (7). =1200Pa（ (8). 無(wú)尾氣排放，不污染環(huán)境 【解析】（1）①反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減生成物的總鍵能；則反應(yīng)I的△H=（2535）+0.5496-3472=-98kJ/mol；正確答案：-98； ②反應(yīng)Ⅱ生成V204?S03，方程式為S02+V205?V204?S03，反應(yīng)ⅢV204?S03與氧氣反應(yīng)生成V205和S03，方程式為2V204?S03+02?2V205+S03，故答案為：S02+V205?V204?S03； （2）該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的總量不為0的反應(yīng)，恒容密閉容器中混合氣體的壓強(qiáng)不再變化，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)；A正確；反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變，恒容密團(tuán)容器中混合氣體的密度恒為常數(shù)，無(wú)法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)；B錯(cuò)誤；該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的總量不為0的反應(yīng)，合氣體的總物質(zhì)的量不再變化，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)；C正確；反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變，混合氣體的總量在變化，當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)；D正確；n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)=2∶1∶2，無(wú)法判定反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，E錯(cuò)誤；反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，各組分的濃度保持不變；SO2氣體的百分含量不再變化，可以判定反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)；F正確；正確選項(xiàng)：B E ； （3）根據(jù)圖像可知：m=，m越大，二氧化硫轉(zhuǎn)化率越??；原因相同溫度和壓強(qiáng)下，若SO2濃度不變，增大氧氣的濃度，氧氣的轉(zhuǎn)化率減少，SO2的轉(zhuǎn)化率增大；正確答案： m1>m2>m3 ；相同溫度和壓強(qiáng)下，若SO2濃度不變，O2濃度增大，轉(zhuǎn)化率提高，m值減小； ②根據(jù)反應(yīng)：SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g)，其他條件不變時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)Kp為生成物的平衡分壓與反應(yīng)物的平衡分壓的分壓冪之比；平衡常數(shù)可以用壓強(qiáng)表示為：Kp=； 根據(jù)題給信息，壓強(qiáng)為Pa，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為88%；n(SO2)=10mol,n(O2)=24.4mol, n(N2)=70mol,進(jìn)行如下計(jì)算： SO2(g) + 1/2O2(g) SO3(g)， 起始量： 10 24.4 0 變化量： 1088% 0.51088% 1088% 平衡量：1012% 24.4-588% 1088% 平衡時(shí)，混合氣體總量為1012%+24.4-588%+1088%+70=104.4-588%=100mol 達(dá)平衡時(shí)SO2的分壓p(SO2)為1012%105 100100%=1200 Pa；正確答案：1200 Pa； ③使二氧化硫氣體趨于全部轉(zhuǎn)化為三氧化硫，這樣就沒(méi)有二氧化硫氣體的剩余，減少了對(duì)環(huán)境的污染；正確答案：無(wú)尾氣排放，不污染環(huán)境； 3. 氮元素也與碳元素一樣存在一系列氫化物,如NH3、N2H4、N3H5、N4H6等。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題： （1）上述氮的系列氫化物的通式為____________。 （2）已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJmol-1,查閱文獻(xiàn)資料，化學(xué)鍵鍵能如下表： 化學(xué)鍵 H-H N=N N-H E/kJmol-1 436 946 391 ①氨分解反應(yīng)NH3(g)N2(g)+H2(g)的活化能Ea1=300kJmol-1，則合成氨反應(yīng) N2(g)+H2(g)NH3(g)的活化能Ea2=___________。 ②氨氣完全燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的熱化學(xué)方程式為__________________________。 ③如右圖是氨氣燃料電池示意圖。a電極的電極反應(yīng)式為________________。 （3）已知NH3H2O為一元弱堿。N2H4H2O為二元弱堿，在水溶液中的一級(jí)電離方程式表示為：N2H4H2O+H2ON2H5H2O++OH-。則可溶性鹽鹽酸肼(N2H6Cl2)第一步水解的離子方程式為__________________;溶液中離子濃度由大到小的排列順序?yàn)開__________________。 （4）通過(guò)計(jì)算判定(NH4)2SO3溶液的酸堿性(寫出計(jì)算過(guò)程)________________________。(已知：氨水Kb=1.810-5;H2SO3 Ka1=1.310-2Ka2=6.310-8)。 【答案】 (1). NnH(n+2) (2). 254kJmol-1 (3). 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266.8kJmol-1 (4). NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O (5). N2H62++H2ON2H5H2O++H+ (6). [Cl-]>[N2H62+]>[H+]>[N2H5H2O+]>[OH-] (7). O32-的水解常數(shù)Kh1===10-7，NH4+的水解常數(shù)Kh===10-10，Kh1>Kh，故SO32-水解起主要作用而呈堿性 【解析】（1）通過(guò)觀察可知：氮與氫原子數(shù)相差2個(gè)，通式為NnH(n+2)，正確答案：NnH(n+2)； （2）①NH3(g)N2(g)+H2(g)，△H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=3391-1/2946-3/2436=+46 kJmol-1; △H= Ea1- Ea2=46；300- Ea2=46，Ea2=254kJmol-1； ② 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJmol-1, NH3(g)N2(g)+H2(g)，△H==+46 kJmol-1; 根據(jù)蓋斯定律：兩個(gè)式子整理完成后，4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=1266.8kJmol-1；正確答案：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=1266.8kJmol-1； ③ 氨氣燃料電池，氨氣做負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，在堿性環(huán)境下氧化為氮?dú)?；極反應(yīng)為NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O；正確答案為：NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O； （3）N2H4H2O為二元弱堿，N2H6Cl2為強(qiáng)酸弱堿鹽，水解顯酸性，第一步水解的離子方程式為N2H62++H2ON2H5H2O++H+；溶液中的離子：Cl-、N2H62+、H+、OH-、N2H5H2O+ ；根據(jù)水解規(guī)律：溶液中離子濃度大小排列順序?yàn)椋篶(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(N2H5H2O+) >c(OH-)；正確答案：c(Cl-)>c(N2H62+)> c(H+)>c(N2H5H2O+)>c(OH-)； （4）鹽類水解平衡常數(shù)Kh=KW/Ka ，其中KW為離子積，Ka為弱酸或弱堿的電離平衡常數(shù)； 已知：氨水Kb=1.810-5;H2SO3 Ka1=1.310-2 Ka2=6.310-8)；NH4+的水解常數(shù)Kh1===10-10；SO32-的水解常數(shù)Kh2===10-7，Kh1”“<”或“=”)。 ②下列說(shuō)法正確的是_________(填序號(hào))。 A.當(dāng)混合氣體密度不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) B.當(dāng)壓強(qiáng)或n(H2)/n(CO2)不變時(shí)，均可證明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài) C.當(dāng)溫度高于250℃時(shí)，因?yàn)榇呋瘎┑拇呋式档停云胶庀蚰娣磻?yīng)方向移動(dòng) D.若將容器由“恒容”換為“恒壓”，其他條件不變，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大 ③250℃時(shí)，將平衡后的混合氣體(不考慮平衡移動(dòng)) 通入300mL 3mol/L的NaOH溶液中充分反應(yīng)，則所得溶液中所有離子的濃度大小關(guān)系為__________ ④圖中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____________。 （5）達(dá)平衡后，將容器體積瞬間擴(kuò)大至2L并保持不變，平衡向_____移動(dòng)(填“正向”“逆向”或“不”),容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量______(填“增大”“減小”或“不變”)。 【答案】 (1). 2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-127.8kJ/mol (2). 低溫 (3). C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O (4). > (5). D (6). c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(H+) (7). 14%或0.14 (8). 逆向 (9). 減小 【解析】 (1).根據(jù)題給信息分別寫出三個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)方程式：H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0kJ/mol，C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H=-1411.0kJmol- ，H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol；根據(jù)蓋斯定律，整理出熱化學(xué)方程式并計(jì)算出反應(yīng)的ΔH；正確答案:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-127.8kJ/mol；該反應(yīng)為一個(gè)?S<0,ΔH<0的反應(yīng)，在低溫下能夠進(jìn)行；正確答案：低溫； （2）乙烯氣體與氧氣形成的燃料電池，電解質(zhì)為熔融碳酸鈉；乙烯做負(fù)極被氧化生成二氧化碳；根據(jù)電子守恒和電荷守恒規(guī)律，極反應(yīng)為： C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O；正確答案：C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O； （3從圖像看出，溫度升高，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低，該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；升高溫度，平衡左移，平衡常數(shù)減??； ①正確答案:KM >KN； ② 可逆反應(yīng)：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-127.8kJ/mol；其他條件下不變，反應(yīng)前后的氣體的總質(zhì)量不變，容器的體積不變，混合氣體密度恒為定值，無(wú)法判定平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體總量減少的反應(yīng)，壓強(qiáng)不變可以判定反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，但是氫氣、二氧化碳均為反應(yīng)物，按一定比例關(guān)系進(jìn)行反應(yīng)，n(H2)/n(CO2)始終保持不變，無(wú)法判定平衡狀態(tài)， B錯(cuò)誤；溫度高于250℃時(shí)，催化劑的催化效率降低，但是催化劑對(duì)平衡的移動(dòng)無(wú)影響，向左移動(dòng)是因?yàn)闇囟壬叩木壒?；C錯(cuò)誤；該反應(yīng)為氣體體積減少的的反應(yīng)，若將容器由“恒容”換為“恒壓”，其他條件不變，相當(dāng)于加壓的過(guò)程，平衡右移，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，D正確；正確答案：D； ③250℃時(shí)，根據(jù)圖像看出，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%，平衡后剩余二氧化碳的量150%=0.5mol，設(shè)反應(yīng)生成碳酸氫鈉xmol,碳酸鈉y mol，根據(jù)碳原子守恒：x+y=0.5；根據(jù)鈉離子守恒：x+2y=30.3，解之，x= 0.1mol ，y=0.4mol；即碳酸氫鈉0.1mol，碳酸鈉 0.4mol， 碳酸鈉的量比碳酸氫鈉大，CO32-水解很少，剩余得多；所以c(CO32-)>c(HCO3-)；溶液中離子濃度大小關(guān)系：c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(H+)；正確答案：c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(H+)； ④可逆反應(yīng)： 2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g) + 4H2O(g) 起始量：1 3 0 0 變化量 150% 350% 0.550% 250% 平衡量 0.5 1.5 0.25 1 混合氣體的總質(zhì)量：144+32=50g， 乙烯的質(zhì)量：0.2528=7 g，所以乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為750100%= 14%或0.14；正確答案：14%或0.14； （5）增大體積，相當(dāng)于減壓，平衡向左移動(dòng)；正確答案：逆向；反應(yīng)前后混合氣體的總質(zhì)量不變，體積變大，所以密度減少；正確答案：減小。 5. 氮的化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在。 (1)①氯胺（NH2Cl）的電子式為________?？赏ㄟ^(guò)反應(yīng)NH3(g)＋Cl2(g)=NH2Cl(g)＋HCl(g)制備氯胺，已知部分化學(xué)鍵的鍵能如右表所示（假定不同物質(zhì)中同種化學(xué)鍵的鍵能一樣），則上述反應(yīng)的ΔH=_________。 化學(xué)鍵 鍵能/(kJmol-1) N-H 391.3 Cl-Cl 243.0 N-Cl 191.2 H-Cl 431.8 ②NH2Cl與水反應(yīng)生成強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，可作長(zhǎng)效緩釋消毒劑，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。 (2)用焦炭還原NO的反應(yīng)為：2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，向容積均為1L的甲、乙、丙三個(gè)恒容恒溫（反應(yīng)溫度分別為400℃、400℃、T℃）容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO，測(cè)得各容器中n(NO)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化情況如下表所示： t/min 0 40 80 120 160 n(NO)（甲容器）/mol 2.00 1.50 1.10 0.80 0.80 n(NO)（乙容器）/mol 1.00 0.80 0.65 0.53 0.45 n(NO)（丙容器）/mol 2.00 1.45 1.00 1.00 1.00 ①該反應(yīng)為____________（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)。 ②乙容器在200min達(dá)到平衡狀態(tài)，則0～200min內(nèi)用NO的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(NO)=_________。 (3)用焦炭還原NO2的反應(yīng)為：2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)，在恒溫條件下，1molNO2和足量C發(fā)生該反應(yīng)，測(cè)得平衡時(shí)NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示： ①A、B兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系：Kc(A)_____Kc(B)（填“＜”或“＞”或“=”）。 ②A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是______（填“A”或“B”或“C”）點(diǎn)。 ③計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(C)=______（Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。 【答案】 (1). (2). +11.3kJ/mol-1 (3). NH2Cl＋H2ONH3＋HClO或NH2Cl＋2H2ONH3H2O＋HClO( (4). 放熱 (5). 0.003molL-1min-1 (6). = (7). A (8). 2MPa 【解析】 (1)（1）①氮原子最外層有5個(gè)電子，氯原子最外層有7個(gè)電子，氫原子最外層1個(gè)電子，三種原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，氯胺（NH2Cl）的電子式為；正確答案：。反應(yīng)為NH3(g)＋Cl2(g)=NH2Cl(g)＋HCl(g)，ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=3391.3+243-2391.3-191.2-431.8=+11.3kJ/mol-1；正確答案：+11.3kJ/mol-1。 ②生成物具有強(qiáng)氧化性、具有消毒作用的是次氯酸，氯元素由-1價(jià)氧化為+1價(jià)，氮元素由-2價(jià)還原到-3價(jià)，生成氨氣；正確答案：NH2Cl＋H2ONH3＋HClO或NH2Cl＋2H2ONH3?H2O＋HClO。 （2）①?gòu)募妆麅蓚€(gè)反應(yīng)過(guò)程看出，加入的n(NO)一樣，但是丙過(guò)程先達(dá)平衡，說(shuō)明丙的溫度比甲高；丙中n(NO)剩余量比甲多，說(shuō)明升高溫度，平衡左移，該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；正確答案：放熱。 ② 容積為1L的甲中： 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)， 起始量 2 0 0 變化量 1.2 0.6 0.6 平衡量 0.8 0.6 0.6 平衡常數(shù)=c(N2)c(CO2)/ c2(NO)=0.60.6/0.82=9/16;甲乙兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程溫度相同，所以平衡常數(shù)相同； 容積為1L的乙容器中，設(shè)NO的變化量為xmol： 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)， 起始量 1 0 0 變化量 x 0.5x 0.5x 平衡量 1- x 0.5x 0.5x 平衡常數(shù)=c(N2)c(CO2)/ c2(NO)= 0.5x0.5x/(1- x)2=9/16,解之得x=0.6mol；0～200min內(nèi)用NO的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(NO)= 0.61200= 0.003molL-1min-1；正確答案：0.003molL-1min-1。 (3) ①平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，由于溫度不變，平衡常數(shù)不變， Kc(A)= Kc(B)；正確答案： =。 ②增大壓強(qiáng)，平衡左移，NO2的轉(zhuǎn)化率降低，所以A、B、C三點(diǎn)中壓強(qiáng)最小為A點(diǎn)，該點(diǎn)轉(zhuǎn)化率最大；正確答案：A。 ③由焦炭還原NO2的反應(yīng)為：2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，在恒溫條件下，1molNO2和足量C發(fā)生反應(yīng)在C點(diǎn)時(shí)，NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度相等，可知此時(shí)反應(yīng)體系中n(NO2)=0.5mol，n(N2)=0.25mol，n(CO2)=0.5mol，則三種物質(zhì)的分壓分別為：P(NO2)=P(CO2)=10MPa=4，P(N2)=2MPa，C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(C)= 2MPa42MPa/42MPa=2 MPa；正確答案：2MPa。 6. 前兩年華北地區(qū)頻繁出現(xiàn)的霧霾天氣引起了人們的高度重視，化學(xué)反應(yīng)原理可用于治理環(huán)境污染，請(qǐng)回答以下問(wèn)題。 （1）一定條件下，可用CO處理燃煤煙氣生成液態(tài)硫，實(shí)現(xiàn)硫的回收。 ①已知：2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH = ?566 kJmol￣1 S(l) + O2(g) = SO2(g) ΔH = ?296 kJmol￣1 則用CO處理燃煤煙氣的熱化學(xué)方程式是________________________。 ②在一定溫度下，向2 L 密閉容器中充入 2 mol CO、1 mol SO2發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為90%，則該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K = _________________。 （2）SNCR─SCR是一種新型的煙氣脫硝技術(shù)（除去煙氣中的NOx），其流程如下： 已知該方法中主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： 4NH3(g) + 4NO(g) + O2(g) ? 4N2(g) + 6H2O(g) ΔH = ?1646 kJmol￣1，在一定溫度下的密閉恒壓的容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是__________________（填字母）。 a．4υ逆(N2) = υ正(O2) b．混合氣體的密度保持不變 c．c(N2):c(H2O):c(NH3)=4:6:4 d．單位時(shí)間內(nèi)斷裂4 mol N─H鍵的同時(shí)斷裂4 mol N≡N鍵 （3）如圖所示，反應(yīng)溫度會(huì)直接影響SNCR技術(shù)的脫硝效率。 ①SNCR技術(shù)脫硝的溫度選擇925 ℃的理由是___________________。 ②SNCR與SCR技術(shù)相比，SNCR技術(shù)的反應(yīng)溫度較高，其原因是____________________________________；但當(dāng)煙氣溫度高于1000℃時(shí)，SNCR脫硝效率明顯降低，其原因可能是_____________________。 （4）一種三室微生物燃料電池可用于污水凈化、海水淡化，其工作原理如圖所示： ①中間室的Cl￣ 移向_________（填“左室”或“右室”），處理后的含硝酸根廢水的pH__________（填“增大”或“減小”） ②若圖中有機(jī)廢水中的有機(jī)物用C6H12O6表示，請(qǐng)寫出左室發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：______________________________________________。 【答案】 (1). 2CO(g) + SO2(g) = 2CO2(g) + S(l) ΔH = ?270 kJ/mol (2). K=1620 (3). b (4). 925℃時(shí)脫硝效率高，殘留氨濃度較小 (5). 沒(méi)有使用催化劑，反應(yīng)的活化能較高 (6). 因?yàn)槊撓醯闹饕磻?yīng)是放熱反應(yīng)，溫度過(guò)高，使脫硝反應(yīng)逆向移動(dòng)（或高溫下N2與O2生成了NO等合理答案） (7). 左室 (8). 增大 (9). C6H12O6 – 24e￣ + 6H2O = 6CO2↑ + 24H+ 【解析】（1）①根據(jù)蓋斯定律：第一個(gè)反應(yīng)減去第二個(gè)反應(yīng)整理得出CO處理燃煤煙氣的熱化學(xué)方程式2CO(g) + SO2(g) = 2CO2(g) + S(l) ΔH = ?270 kJ/mol；正確答案：2CO(g) + SO2(g)= 2CO2(g)+ S(l) ΔH = ?270 kJ/mol。 ②根據(jù)已知可知：反應(yīng)開始時(shí)c(CO)=1 mol/L，c(SO2)=0.5 mol/L；據(jù)反應(yīng)方程式列式： 2CO(g) + SO2(g) = 2CO2(g) + S(l) 起始濃度 1 0.5 0 變化濃度 190% 0.590% 190% 平衡濃度 0.1 0.05 0.9 該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K = c2(CO2)/ c2(CO)c(SO2)= 0.92/ 0.120.05=1620；正確答案1620。 （2）速率之比和系數(shù)成正比：υ逆(N2) = 4υ正(O2)，a錯(cuò)誤；反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變，當(dāng)容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變時(shí)，容器的體積也就不再發(fā)生改變，氣體的密度也就不再發(fā)生變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；b正確；c(N2):c(H2O):c(NH3)=4:6:4 的狀態(tài)僅僅是反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中一種狀態(tài)，無(wú)法判定平衡狀態(tài)； c錯(cuò)誤；單位時(shí)間內(nèi)斷裂12mol N─H鍵的同時(shí)斷裂4 mol N≡N鍵，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，d錯(cuò)誤；正確答案b。 （3）① 從圖示看出當(dāng)溫度選擇925 ℃時(shí)，脫硝效率高，殘留氨濃度較小；正確答案：脫硝效率高，殘留氨濃度較小。 ② 從上述流程看出，SNCR技術(shù)的反應(yīng)沒(méi)有使用催化劑，反應(yīng)的活化能較高，因此反應(yīng)溫度較高；因?yàn)槊撓醯闹饕磻?yīng)是放熱反應(yīng)，溫度過(guò)高，使脫硝反應(yīng)逆向移動(dòng)，脫硝效率明顯降低；正確答案：沒(méi)有使用催化劑，反應(yīng)的活化能較高；因?yàn)槊撓醯闹饕磻?yīng)是放熱反應(yīng)，溫度過(guò)高，使脫硝反應(yīng)逆向移動(dòng)（或高溫下N2與O2生成了NO等合理答案）。 （4）①?gòu)念}給信息看出，硝酸根離子中氮元素變?yōu)榈獨(dú)猓l(fā)生還原反應(yīng)，該極為原電池的正極（右室）；電解質(zhì)溶液中的Cl￣ 移向負(fù)極，即左室；在正極溶液中的硝酸根離子發(fā)生反應(yīng)為：2NO3-+10e-+6H2O=N2↑+12OH-,產(chǎn)生OH-,溶液的堿性增強(qiáng)，pH增大；正確答案：左室；增大。 ②C6H12O6在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，極反應(yīng)為：C6H12O6 – 24e￣ + 6H2O = 6CO2↑ + 24H+；正確答案：C6H12O6 – 24e￣ + 6H2O = 6CO2↑ + 24H+。 7. COS和H2S是許多煤化工產(chǎn)品的原料氣。已知： Ⅰ.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) ΔH=X kJmol-1； I.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-42kJmol-1； （1）斷裂1mol分子中的化學(xué)鍵所需吸收的能量如下表所示： 分子 COS(g) H2(g) CO(g) H2S(g) H2O(g) CO2(g) 能量/kJmol-1 1321 440 1076 680 930 1606 則X=_____________________。 （2）向10L容積不變的密閉容器中充入1molCOS(g)、ImolH2(g)和1molH2O(g)，進(jìn)行上述兩個(gè)反應(yīng)，在某溫度下達(dá)到平衡，此時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)為4%，且測(cè)得此時(shí)COS的物質(zhì)的量為0.80mol，則該溫度下反應(yīng)I的平衡常數(shù)為_________________（保留兩位有效數(shù)字） （3）現(xiàn)有兩個(gè)相同的2L恒容絕熱（與外界沒(méi)有熱量交換）密閉容器M、N，在M中充入1molCO和1molH2O，在N中充入1molCO2和ImolH2，均在700℃下開始按Ⅱ進(jìn)行反應(yīng)。達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是_________。 A.兩容器中CO的物質(zhì)的量M>N B.兩容器中正反應(yīng)速率MN （4）氫硫酸、碳酸均為二元弱酸，其常溫下的電離常數(shù)如下表： H2CO3 H2S Ka1 4.410-7 1.310-7 Ka2 4.710-11 7.110-15 煤的氣化過(guò)程中產(chǎn)生的H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收，該反應(yīng)的離子方程式為______________；常溫下，用100ml0.2molL-1InaOH溶液吸收48mL（標(biāo)況）H2S氣體，反應(yīng)后溶液中離子濃度從大到小的順序?yàn)開_________________________________。 （5）25℃時(shí)，用Na2S沉淀Cu2+、Sn2+兩種金屬離子 (M2+)，所需S2-最低濃度的對(duì)數(shù)值1gc(S2-)與Igc(M2+)的關(guān)系如右圖所示，請(qǐng)回答： ①25℃時(shí)Ksp(CuS)=_______________。 ②25℃時(shí)向50mL的Sn2+、Cu2+濃度均為0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，當(dāng)Na2S溶液加到150mL時(shí)開始生成SnS沉淀，則此時(shí)溶液中Cu2+濃度為_____________mol/L。 【答案】 (1). 5 (2). 0.034 (3). AC (4). H2S+CO32-＝HS-+HCO3－ (5). c(Na+)＞c(HS－)＞c(OH－) ＞c(H+))＞ c(S2－) (6). 10-35 (7). 2.510-13 【解析】(1) ΔH=反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量-生成物成鍵放出的總能量=1321+440-680-1076=5 kJmol-1；正確答案：5。 （2） COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) 起始量 1 1 0 0 變化量 x x x x 平衡量 1-x 1- x x x CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 起始量 x 1 0 1- x 變化量 y y y y 平衡量 x- y 1- y y 1- x+ y 根據(jù)題給信息可知：1-x=0.8, x=0.2 mol；反應(yīng)后混合氣體總量為1-x+x+x-y+1-y+y+1- x+y=3mol，根據(jù)CO的體積分?jǐn)?shù)為4%列方程 (0.2-y)/3=0.04, y=0.08 mol； c(H2)=(1- x+ y)/10=0.088mol/L；c(H2S)= x /10=0.02mol/L；c(CO)= (x-y)/10=0.012 mol/L； c(COS)= (1-x)/10=0.08mol/L；反應(yīng)I的平衡常數(shù)為c(CO)c(H2S)/ c(H2) c(COS)= 0.0120.02/0.080.088=0.034；正確答案：0.034。 (3) 由于容器M的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)的溫度升高；由于恒容絕熱，升高溫度，平衡左移，兩容器中CO的物質(zhì)的量M>N，A正確；M中溫度大于N中的溫度，所以兩容器中正反應(yīng)速率M>N，B錯(cuò)誤；容器M中反應(yīng)是從正反應(yīng)方向開始的，容器N中是反應(yīng)是從逆反應(yīng)方向開始的，由于恒容絕熱(與外界沒(méi)有熱量交換)，所以CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和必然小于1，C正確；容器M中反應(yīng)是從正反應(yīng)方向開始的，由于恒容絕熱(與外界沒(méi)有熱量交換)，平衡左移，所以兩容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)MH2S>HCO3->HS-；所以H2S與Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaHS和NaHCO3；正確答案：H2S+CO32-＝HS-+HCO3－。設(shè)生成Na2S xmol和NaHS ymol，根據(jù)硫元素守恒：x+y=44810-3/22.4 ；根據(jù)鈉元素守恒：2x+y=0.10.2,解之x=0，y=0.02mol；所以100ml、0.2molL-1NaOH溶液恰好吸收448mL（標(biāo)況）H2S氣體生成NaHS，NaHS溶液電離大于水解過(guò)程，溶液顯堿性，溶液中各離子濃度大小關(guān)系為：c(Na+)＞c(HS－)＞c(OH－) ＞c(H+))＞ c(S2－)；正確答案：c(Na+)＞c(HS－)＞c(OH－) >c(H+))＞ c(S2－)。 （5）①在25℃時(shí)，CuS飽和溶液中存在沉淀溶解平衡：CuS（s）?Cu2+（aq）+S2-（aq），Ksp（CuS）=c（Cu2+）c（S2-）=10-2510-10=10-35；正確答案：10-35。 ②Ksp（SnS）= c（Sn2+）c（S2-）=10-251=10-25>Ksp（CuS）=10-35，所以25℃時(shí)向50mL的Sn2+、Cu2+濃度均為0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，Cu2+先沉淀完成后， Sn2+開始沉淀；c(Sn2+)=(5010-30.01)/(20010-3)=2.510-3 molL-1；根據(jù)Ksp（SnS）=c（S2-）2.510-3=10-25，c（S2-）=410-23 molL-1 ；根據(jù)Ksp（CuS）=c（Cu2+）410-23=10-35，c（Cu2+）=2.510-13molL-1；正確答案：2.510-13。 8. 2017年5月18日中共中央國(guó)務(wù)院公開致電祝賀南海北部神狐海域進(jìn)行的“可燃冰”試采成功?！翱扇急笔翘烊粴馑衔铮庑蜗癖?，在常溫常壓下迅速分解釋放出甲烷，被稱為未來(lái)新能源。 （1）“可燃冰”作為能源的優(yōu)點(diǎn)是__________(回答一條即可)。 （2）甲烷自熱重整是先進(jìn)的制氫方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整兩個(gè)過(guò)程。向反應(yīng)系統(tǒng)同時(shí)通入甲烷，氧氣和水蒸氣,發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下: 反應(yīng)過(guò)程 化學(xué)方程式 焓變△H(kJ.mol-l) 活化能E.(kJ.mol-1) 甲烷氧化 CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g) -802.6 125.6 CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) -322.0 172.5 蒸氣重整 CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) +206.2 240.1 CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) +158.6 243.9 回答下列問(wèn)題: ①在初始階段，甲烷蒸汽重整的反應(yīng)速率______(填“大于”“小于”或“等于”)甲烷氧化的反應(yīng)速率。 ②反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)關(guān)系[其中n(CH4)：n(H2O)=1:1]如圖所示。 該反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))，圖中壓強(qiáng)(p1、p2、p3、p4)由大到小的順序?yàn)開__________。 ③從能量角度分析，甲烷自熱重整方法的先進(jìn)之處在于___________。 ④如果進(jìn)料中氧氣量過(guò)大,最終會(huì)導(dǎo)致H2物質(zhì)量分?jǐn)?shù)降底，原因是__________。 （3）甲烷超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的氣體，其能源和開境上的雙重意義重大，甲烷超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化原理如圖所示。 ①過(guò)程II中第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。 ②只有過(guò)程I投料比_______，過(guò)程II中催化劑組成才會(huì)保持不變。 ③該技術(shù)總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________。 【答案】 能量密度高、清潔、污染小、儲(chǔ)量大 (2). 小于 (3). (Mpa)2或0.1875(Mpa)2 (4). p1>p2>p3>p4 (5). 甲烷氧化反應(yīng)放出熱量正好洪蒸汽重整反應(yīng)所吸收自熱量，達(dá)到能量平衡 (6). 氧氣量過(guò)大,會(huì)將H2氧化導(dǎo)致H2物質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低 (7). 3Fe+4CaCO3Fe3O4+4CaO+4CO↑ (8). 1/3 (9). CH4(g)+ 3CO2(g)2H2O(g) +4CO(g) △H=+349kJ/mol 【解析】(1). “可燃冰”分子結(jié)構(gòu)式為：CH4H2O，是一種白色固體物質(zhì)，外形像冰，有極強(qiáng)的燃燒力，可作為上等能源。它主要由水分子和烴類氣體分子（主要是甲烷）組成，所以也稱它為甲烷水合物，它的優(yōu)點(diǎn)：能量密度高、清潔、污染小、儲(chǔ)量大等；正確答案：能量密度高、清潔、污染小、儲(chǔ)量大。 （2）①?gòu)谋碇谢罨軘?shù)據(jù)看出在初始階段，甲烷蒸汽重整反應(yīng)活化能較大，而甲烷氧化的反應(yīng)活化能均較小，所以甲烷氧化的反應(yīng)速率快；正確答案：小于。 ② 根據(jù)題給信息，假設(shè)甲烷有1mol, 水蒸氣有1mol, CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+ 3H2(g) 起始量 1 1 0 0 變化量 0.2 0.2 0.2 0.6 平衡量 0.8 0.8 0.2 0.6 平衡后混合氣體的總量：0.8+0.8+0.2+0.6=2.4 mol；各物質(zhì)分壓分別為：p(CH4)=p(H2O)=40.82.4=4/3，p(C0)= 40.22.4=1/3, p(H2)=40.62.4=1，A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=131/3（4/3）2=3/16；根據(jù)圖像分析，當(dāng)溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)減小，平衡左移，甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，所以壓強(qiáng)的大小順序：p1>p2>p3>p4；正確答案3/16；p1>p2>p3>p4。 ③甲烷氧化反應(yīng)放出熱量正好提供給甲烷蒸汽重整反應(yīng)所吸收熱量，能量達(dá)到充分利用；正確答案：甲烷氧化反應(yīng)放出熱量正好洪蒸汽重整反應(yīng)所吸收自熱量，達(dá)到能量平衡。 ④氧氣量過(guò)大,剩余的氧氣會(huì)將H2氧化為水蒸氣，會(huì)導(dǎo)致H2物質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低；正確答案：氧氣量過(guò)大,會(huì)將H2氧化導(dǎo)致H2物質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低。 （3）①根據(jù)圖示分析，第一步反應(yīng)是還原劑把四氧化三鐵還原為鐵，第二步反應(yīng)是鐵被碳酸鈣氧化為四氧化三鐵，而本身被還原為一氧化碳；正確答案：3Fe+4CaCO3 Fe3O4+4CaO+4CO↑。 ②反應(yīng)的歷程：①CH4(g)+ CO2(g)2H2(g) +2CO(g);②Fe3O4(s)+4H23Fe(s)+4H2O(g); ③Fe3O4(s)+4 CO(g)3Fe(s)+4 CO2(g);三個(gè)反應(yīng)消去Fe3O4和Fe，最終得到CH4(g)+ 3CO2(g)2H2O(g) +4CO(g)；所以只有過(guò)程I投料比1/3時(shí)，才能保證II中催化劑組成保持不變；正確答案：1/3。 ③ ①CH4(g)+3/2O2(g)CO(g)+2H2O(g) △H1=-802.6 kJ.mol-l； ②CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) △H2=-322.0 kJ.mol-l； ③CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H3=+158.6 kJ.mol-l； ②1.5-①得方程式⑤：1/2 CH4(g)+ CO(g)+ 2H2O(g)=3/2 CO2(g)+3 H2(g)，△H4=3/2△H2-△H1； 然后再進(jìn)行③3-⑤4得方程式并進(jìn)行△H的相關(guān)計(jì)算：CH4(g)+ 3CO2(g)2H2O(g) +4CO(g)，△H=+349kJ/mol；正確答案：CH4(g)+ 3CO2(g)2H2O(g) +4CO(g)，△H=+349kJ/mol。 9. 由H、C、N、O、S等元素形成多種化合物在生產(chǎn)生活中有著重要應(yīng)用。 I.化工生產(chǎn)中用甲烷和水蒸氣反應(yīng)得到以CO和H2為主的混合氣體，這種混合氣體可用于生產(chǎn)甲醇，回答下列問(wèn)題: （1）對(duì)甲烷而言，有如下兩個(gè)主要反應(yīng): ①CH4(g)+1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g)△H1=-36kJmol-1 ②2CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H2=+216kJmol-1 若不考慮熱量耗散，物料轉(zhuǎn)化率均為100%，最終爐中出來(lái)的氣體只有CO、H2，為維持熱平衡，年生產(chǎn)lmolCO,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為______________________。 （2）甲醇催化脫氫可制得重要的化工產(chǎn)品一甲醛，制備過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。 ①寫出上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________________。 ②反應(yīng)熱大小比較:過(guò)程I________過(guò)程II(填“大于”、“小于”或“等于”)。 II.（3）汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，這使NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)城的重要課題。某研究性小組在實(shí)驗(yàn)室以Ag-ZSM-5為催化劑，刪得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示。若不使用CO，溫度超過(guò)775K，發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低。其可能的原因?yàn)開____________________________________， 在n(NO)/n(CO)=1的條件下，為更好的除去NOx物質(zhì)，應(yīng)控制的最佳溫度在_______K左右。 （4）車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產(chǎn)生的二氧化硫是導(dǎo)致霧霾天氣的“罪魁禍?zhǔn)住?。活性炭可處理大氣污染物NO。在5L密閉容器中加入NO和活性炭(假設(shè)無(wú)雜質(zhì))，一定條件下生成氣體E和F。當(dāng)溫度分別在T1℃和T2℃時(shí)，測(cè)得各物質(zhì)平衡時(shí)物質(zhì)的量(n/mol)如下表: 物質(zhì) 溫度℃ 活性炭 NO E F 初始 3.000