(14 分)碳及其化合物应用广泛。I．工业上利用CO和水在沸石分子筛表面反应制氢气，CO(...

(14 分)碳及其化合物应用广泛。

I．工业上利用CO和水在沸石分子筛表面反应制氢气，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

（1）向 1L恒容密闭容器中注入CO和H2O（g），830oC时，测得部分数据如下表。

则该温度下反应的平衡常数K= 　　

（2）相同条件下，向 1L恒容密闭容器中，同时注入1molCO、1molH2O(g)、2molCO2和2molH2，此时

v（正）　 　　 　 v（逆）（填“＞”“＝”或“＜”）

II．已知：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)　　　　　 △H1=－141kJ·mol－1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　　 　　　　　　　　 △H2=－484kJ·mol－1

CH3OH（l）+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)　　　 △H3=－726kJ·mol－1

（3）利用CO、H2化合制得液态甲醇的热化学方程式为 　　 　 　　 　 　　 　 　　 　 　　 　 　　

Ⅲ．一种新型氢氧燃料电池工作原理如下图所示。

（4）写出电极A的电极反应式 　　　 ，放电过程中，溶液中的CO32-将移向电极　 　　 　 （填A或B）

（5）以上述电池电解饱和食盐水，若生成0.2mol Cl2，则至少需通入O2的体积为　　　　 L（标准状况）

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（16分）碳及其化合物应用广泛。

I 工业上利用CO和水蒸汽反应制氢气，存在以下平衡：

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H＞0

（1）向1L恒容密闭容器中注入CO(g)和H2O(g),830℃时测得部分数据如下表。则该温度下反应的平衡常数K=______________。

（2）相同条件下，向1L恒容密闭容器中，同时注入2mol CO、2mol H2O(g),1molCO2和1mo1H2，此时v(正 ) __________v(逆)(填“＞”“＝”或“＜”)

（3）上述反应达到平衡时，要提高CO的转化率，可采取的措施是_______（填字母代号）。

A．升高温度　　　　　　　

B．加入催化剂　　　　　

C．增大压强　

D．增加CO的浓度　　　

E．及时分离出CO2

II 已知CO(g)+1/2 O2 (g)＝CO2 (g)　　　　　　　　 △H＝一141 kJ·mol-1

2H2(g)+ O2(g)＝2H2O(g)　　　　　　　　　　　　　　　 △H＝一484 kJ·mol-1

CH3OH（1）+3/2O2 (g)＝CO2(g)+2H2O(g)　　　　　　 △H＝一726 kJ·mol-1

（4）用CO(g)、H2(g)化合制得液态甲醇的热化学方程式为___________________________。

III某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解100mL一定浓度NaCl与CuSO4混合溶液，其装置如图：

（5）写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式__________________________________ 。

（6）理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t1后,石墨电极上的电极反应式____________，原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度____________mol/L。（假设溶液体积不变）

（7）将在t2时所得的溶液稀释至200mL，该溶液的pH约为___________。

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(8分)碳的化合物与人类生产、生活密切相关。

I．工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，发生以下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

（1）向1L恒容密闭容器中充入CO(g)和H2O(g)，t℃时测得部分数据如下表。

则该温度下反应的平衡常数K=________。

（2）相同温度下，若向该容器中充入l molCO、x molH2O(g)、y molCO2、2 molH2，此时v(正)=v(逆)，则x、y的关系式是________________。

II．在一恒温、恒容密闭容器中发生反应：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)，△H

则△H_____0，(填“＞”、“＜”)；缩小容器容积，平衡向_______(填“左”或“右”)移动，△H________(填“增大”、“减少”或“不变”，下同)，混合气体的密度_________。

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(8分)碳的化合物与人类生产、生活密切相关。

I．工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，发生以下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

（1）向1L恒容密闭容器中充入CO(g)和H2O(g)，t℃时测得部分数据如下表。

则该温度下反应的平衡常数K=________。

（2）相同温度下，若向该容器中充入l molCO、x molH2O(g)、y molCO2、2 molH2，此时v(正)=v(逆)，则x、y的关系式是________________。

II．在一恒温、恒容密闭容器中发生反应：

Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)，△H，则△H_____0，(填“＞”、“＜”)；缩小容器容积，平衡向_______(填“左”或“右”)移动，△H_______(填“增大”、“减少”或“不变”，下同)，混合气体的密度_________。

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氮的化合物在工业中应用十分广泛。

（1）工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成，其热反应方程式CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(g)+H2O(g); ∆H=____________．

（2）工业上经常使用NaClO和NH3制取联氨，联氨（N2H4）为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。写出联氨的电子式_________________。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为__________________________________。联氨也经常作为燃料电池的环保原料使用，写出联氨在碱性电解质溶液中，负极的电极方程式_______________________________。

（3）已知合成氨反应的方程式为 N2+3H2 2NH3，其平衡常数 K 的数值和温度的关系如下：

①由上表数据可知该反应∆H____0 (填“>”或“<”)。

②400 ℃时，测得某时刻 c(N2)= 5 mol·L-1、c(H2)= 3 mol·L-1、c(NH3)= 2 mol·L-1，此时刻该反应的 v 正____v 逆(填“>”“=”或“<”)。该反应达到平衡时，平衡混和气中N2的体积分数为____________

A．50%　　　　　　 B．60%　　　　　 C．70%　　　　　 D．无法计算

（4）写出下列含氮化合物在特定条件下的水解反应，电负性Cl＜N，尿素中的C显+4价，

①NCl3___________________________________________________________________________________________________________

②NF3____________________________________________________________________________________________________________

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(14分) 能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应I：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)ΔH₁    反应II：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)   ΔH₂

① 上述反应符合“原子经济”原则的是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），

② 下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)的变化

I．由表中数据判断ΔH₂ ________0（填“＞”、“＜”或“＝”），

Ⅱ．若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是________，

A．升高温度  B．将CH₃OH(g)从体系中分离   C．使用合适的催化剂   D．充入He，使体系总压强增大    E．按原比例再充入 CO和 H₂

Ⅲ．某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)=0.2 mol·L^-1，则CO的转化率为________，此时的温度为________（从上表中选择）；

（2）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如上图所示的原电池装置。

① 该电池工作时，OH^－向_______极移动（填“正”或“负”），

② 该电池负极的电极反应为________。

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（14分）工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：

① CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　　　　　　 △H＝－41 kJ/mol

某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应。相关数据如下：

（1）该反应过程中，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量　　　　　　 （填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化学键形成时所释放的总能量。

（2）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为　　　　　　　　　　　　 %。

（3）计算容器②中反应的平衡常数K=　　　　　　　　　　　　　 。

（4）下列叙述正确的是 　　　　　　　　 （填字母序号）。

A．平衡时，两容器中H2的体积分数相等

B．容器②中反应达平衡状态时，Q > 65.6 kJ

C．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等

D．容器①中，化学反应速率为：

（5）已知：② 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g)　　 ΔH＝－484 kJ/mol，写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（6）容器①中反应进行到t min时，测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为（用一个离子方程式表示）　　　　　　　　　　　　 。

（7）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用图中所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。

①写出阳极所发生反应的电极反应式：　　　　　 。

②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合反应式解释）　　　　　　 。

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（14分）工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：

CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)         

某研究小组分别在体积均为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其发生反应，相关数据如下：

（1）计算容器②中反应的平衡常数K=________（计算结果保留两位小数）。

（2）容器③中反应达平衡时，CO的转化率为________。

（3）容器①中反应达平衡这段时间，化学反应速率v (H₂) =________。

（4）该反应的正反应为________（填“吸热”或“放热”）反应，理由是________。

（5）下列叙述正确的是 ________（填字母序号）。

a．平衡时，容器①和容器②中CO₂的体积分数相等

b．反应达平衡状态时，Q₂ > Q₁ > 32.8 kJ

c．达到平衡的时间：t₂ > t₁>2.5 min

d．该反应的热化学方程式可表示为：CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)     △H＝－41 kJ/mol

（6）容器②中反应进行到t min时，测得混合气体中CO₂的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为________。

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工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应原理为：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，下面选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是

A、单位时间内消耗1mol的H2O同时生成1mol的H2

B、两个H—O键断裂的同时有四个C—O键断裂

C、反应容器内的密度不再发生变化

D、混合气体的相对分子质量不发生变化

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工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，下列选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是(　　)

A. 单位时间内消耗2 mol的CO同时生成2 mol的CO2

B. 两个H—O键断裂的同时有一个H—H键断裂

C. 反应容器内的压强不再发生变化

D. 混合气体的相对分子质量不发生变化

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