研究氧化制对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应有：Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 已知：时，相关物...

研究氧化制对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应有：

Ⅰ　

Ⅱ　

Ⅲ　

Ⅳ　

已知：时，相关物质的相对能量(如图1)。

可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的(随温度变化可忽略)。例如： 。

请回答：

(1)①根据相关物质的相对能量计算_____。

②下列描述正确的是_____

A 升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大

B 加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动

C 反应Ⅲ有助于乙烷脱氢，有利于乙烯生成

D 恒温恒压下通水蒸气，反应Ⅳ的平衡逆向移动

③有研究表明，在催化剂存在下，反应Ⅱ分两步进行，过程如下：，且第二步速率较慢(反应活化能为)。根据相关物质的相对能量，画出反应Ⅱ分两步进行的“能量-反应过程图”，起点从的能量，开始(如图2)_____

。

(2)①和按物质的量1:1投料，在和保持总压恒定的条件下，研究催化剂X对“氧化制”的影响，所得实验数据如下表：

结合具体反应分析，在催化剂X作用下，氧化的主要产物是______，判断依据是_______。

②采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高的选择性(生成的物质的量与消耗的物质的量之比)。在，乙烷平衡转化率为，保持温度和其他实验条件不变，采用选择性膜技术，乙烷转化率可提高到。结合具体反应说明乙烷转化率增大的原因是_____。

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能源、环境与人类生活和社会发展密切相关，研究它们的综合利用有重要意义。

（1）氧化—还原法消除氮氧化物的转化：

反应Ⅰ为：NO＋O3＝NO2＋O2，生成11.2 L O2(标准状况)时，转移电子的物质的量是　　　　 mol。反应Ⅱ中，当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2时，反应的化学方程式是　　　　　　 。

（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　 ΔH＝－41.8 kJ·mol－1已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　 ΔH＝－196.6 kJ·mol－1写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式　　　　　 。

（3）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)；

该反应平衡常数表达式为K＝　　　　　　　　　 。

已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图所示。该反应的ΔH________(填“大于”、“小于”或“等于”)0。

（4）合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应：CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)　 ΔH<0。在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中分别充入a mol CO和2a mol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示，此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是　　　 ；若三个容器内的反应都达到化学平衡时，CO转化率最大的反应温度是　　　　　 。

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碳和氮是重要的非金属元素，向大气中过度排放二氧化碳会造成温室效应，氮氧化物会产生光化学烟雾，研究含氮、碳化合物的性质对它们的综合利用有重要意义。

（1）NOx是形成光化学烟雾的主要物质，反应NO+O3=NO2+O2，若生成11.2L O2（标准状况）时，转移电子的物质的量是__________。

（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol-1

已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=-196.6kJ•mol-1

写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式__________；

（3）N2H4（肼或联氨）燃料电池（产生稳定、无污染的物质）原理如图1所示．M电极发生的电极反应式为__________；

（4）已知CO（g）+H2O（g）__________H2（g）+CO2 （g）△H＞0

①一定条件下反应达到平衡状态后，若改变反应的某个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是__________（填写字母）

A．逆反应速率先增大后减小

B．H2O（g）的体积百分含量减小

C．CO的转化率增大

D．容器中的值减小

②在某压强下，上述反应在不同温度、不同投料比时，CO的转化率如图2所示．则KA、KB、KC三者之间的大小关系为__________。

③T1温度下，将1molCO和4mol H2O （g）充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，则0～5min内的平均反应速率v（CO）=__________；若保持其他条件不变，向平衡体系中再通入1molCO和1molCO2，此时v（正）__________v（逆）（填“＞”、“=”或“＜”）。

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甲醇（）是重要的能源物质，研究甲醇具有重要意义。

（1）利用工业废气中的可制取甲醇，其反应为：

常温常压下已知下列反应的能量变化如图所示：

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：________

________。

（2）为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了的 晶体，在高温下它能传导离子。电池工作时正极反应为________。

若以该电池为电源，用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液。

电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）阳极上收集到氧气的物质的量为________mol。

（3）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后将氧化成，然后以做氧化剂把水中的甲醇氧化成而净化。实验室用下图装置模拟上述过程：

①写出阳极电极反应式________；

②除去甲醇的离子反应为：，该过程中被氧化的元素是 ________，当产生标准状况下2.24L时，共转移电子________mol。

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碘可利用的资源有限，因此碘的工业回收有重要意义。如图是某研究小组设计的从实验室含碘废液(主要含有、和淀粉等)中回收获得高纯碘晶体的流程。

已知：，，实验条件下不与发生氧化还原反应。回答下列问题：

(1)步骤I中，在装有含碘废液的烧杯中，先加入固体，在搅拌下溶解后，再慢慢加入硫酸铜溶液，硫酸铜的作用是________。

(2)下列有关步骤I的说法正确的是_________________。

A.实验中应调节为强酸性环境

B.溶液不能先于晶体加入，是为了防止生成的碘挥发而损失

C.加入硫代硫酸钠的量应控制至含碘废液的蓝色刚好褪去

D.溶液中含硫元素的离子可能有、、等

(3)步骤Ⅱ为反应生成碘并蒸馏出碘的过程，示意图如图所示：

①写出步骤Ⅱ的离子方程式________。

②步骤Ⅱ，检查装置气密性(此时关闭)，在圆底烧瓶中加入和固体及适量，其后续的操作顺序是________。(选择合理操作，并排序)

a.打开　 b.关闭　 c. 用酒精灯加热　 d. 停止加热　 e. 观察到圆底烧瓶中溶液紫色消失

③实验后期，发现玻璃管中少量碘晶体凝结，其处理的简易操作方法________；

(4)步骤Ⅲ中，主要涉及的操作依次是抽滤、洗涤、干燥和________。其中，抽滤、洗涤沉淀后的滤纸不能丢弃，应保留到后续操作中，其原因是________。

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能源、环境与人类生活和社会发展密切相关，研究它们的综合利用有重要意义。

（1）二氧化碳能引起温室效应，而对二氧化碳的捕集、利用是当今世界能源领域的一个重要研究方向。工业上用CO2和H2在一定条件下反应可合成二甲醚，已知：CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g);△H1＝-53.7kJ/mol

CH3OCH3(g)+H2O(g)═2CH3OH(g);△H2＝+23.4kJ/mol

则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g);△H3＝________kJ/mol

（2）在一定条件下CO2和H2充入一定固定容积的密闭容器中，在两种不同温度下发生反应：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)，测得CH3OCH3(g)的物质的量随时间的变化如图1所示。

①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI________KⅡ(填“＞”或“＝”或“＜”)。

②一定温度下，若此反应在恒压容器中进行，不能判断该反应达到化学平衡状态依据的是______。

a．混合气体的密度　　　　　　　　　　　　　　 b．CH3OCH3(g)和H2O(g)体积比不变

c．c(H2)＝2c(H2O)　　　　　　　　　　　　　　 d．4个C＝O断裂的同时有6个H-O断裂

③一定条件下，上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某一个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________(填代号)。

A．CO2的转化率增大　　　　　　　　　　　　　　　　 B．逆反应速率先增大后减小

C．容器中的值变大　　　　　　　　　　　　　 D．平衡常数增大

（3）合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);△H。

①在某压强下，合成甲醇的反应在不同温度、不同投料比时，CO的转化率如图2所示。500K温度下，将2molCO和4molH2充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，则0～5min内的平均反应速率v(CH3OH)＝________。

②△H________0(填“＞”或“＝”或“＜”)。

③上述合成甲醇的过程中提高CO的转化率可采取的措施有________、________（回答2点）。

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(15分)能源、环境与人类生活和社会发展密切相关，研究它们的综合利用有重要意义。

（1）氧化—还原法消除氮氧化物的转化：

①反应Ⅰ为：NO＋O3＝NO2＋O2，生成11.2 L O2(标准状况)时，转移电子的物质的量是　　　　 mol。

②反应Ⅱ中，当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2时，反应的化学方程式是　　　　　　 。

（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　 △H＝－41.8 kJ·mol－1已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　 △H＝－196.6 kJ·mol－1写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式　　　　　 。

（3）某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3，装置如下图，电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是　　　　 。

（4）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)；

①该反应平衡常数表达式为K＝　　　　　　　　　 。

②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图所示。该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“＝”)0。

（5）合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应：CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)　 △H<0。在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示，此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是　　　　　　　　 ；若三个容器内的反应都达到化学平衡时，CO转化率最大的反应温度是　　　　　 。

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(15分)能源、环境与人类生活和社会发展密切相关，研究它们的综合利用有重要意义。

（1）氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下：

①反应Ⅰ为：NO＋O3＝NO2＋O2，生成11.2 L O2(标准状况)时，转移电子的物质的量是　　　 mol。

②反应Ⅱ中，当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2时，反应的化学方程式是　　　　　　 。

（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　 △H＝－41.8 kJ·mol－1已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　 △H＝－196.6 kJ·mol－1写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式　　　　　 。

（3）某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3，装置如下图，电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是　　　　 。

（4）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)；

①该反应平衡常数表达式为K＝　　　　　　　　　 。

②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图所示。该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“＝”)0。

（5）合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应：CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)　 △H<0。在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示，此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是　　　　　　　　 ；若三个容器内的反应都达到化学平衡时，CO转化率最大的反应温度是　　　　　 。

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（16分）能源、环境与人类生活和社会发展密切相关，研究它们的综合利用有重要意义。

（1）氧化还原法消除氮氧化物的转化如下：

①反应I为：NO+O3=NO2+O2，生成11.2 L O2(标准状况)时，转移电子的物质的量是　　　　 mol。

②反应II中，当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时，反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　 。

（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现氮氧化物的循环转化，主要反应为：

NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)　　　 △H=－41.8 kJ·mol－1

已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　　　　 △H=－196.6 kJ·mol－1。

写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程 式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：

2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)；该反应 平衡常数表达式为K=　　　　　　　　 。

（4）合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应：

CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)　 　 △H＜0。

在容积均为V L的I、II、III三个相同密闭容器中分别充入a mol CO和2a mol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数υ(CO)%如图所示，

此时I、II、III三个容器中一定达到化学平衡状态的是　　　　　　　 ；若三个容器内的反应再经过一段时间后都达到化学平衡时，CO转化率最大的反应温度是　　　　　 。

（5）据报道以二氧化碳为原料，采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料，其原理如下图所示。电解时，b极上生成乙烯的电极反应式为___________________.

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CO2是廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。

（1）CO2与CH4经催化重整反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H=+120kJ·mol-1可以制得合成气。

已知上述反应中相关物质所含化学键键能数据如下：

①x=___。

②分别在恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压，体积可变)中，加入CH4和CO2各1mol的混合气体，起始体积均为VL。相同温度下两容器中反应达平衡后吸收热量较多的是___ (填“A”或“B”)。保持A容器的体积和B容器压强不变，写出一种能使A、B两容器中各物质的体积分数相同的方法：___。

③某温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行反应，达到平衡时CO2的体积分数为，该温度下反应的平衡常数为___。

（2）CO2可以被NaOH捕获。所得溶液中含碳微粒的分布百分数随pH的变化如图所示。H2CO3的二级电离平衡常数Ka2=___。pH=5.4时，φ(A)：φ(B)=___。

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