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)+H2...

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)

（1）沸石分子筛中含有硅元素，请写出硅原子结构示意图__________。

（2）向1L恒容密闭容器中注人CO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=______________。

（3）相同条件下，向1L恒容密闭容器中，同时注人1mol CO、1mol H2O(g),2molCO2和2mo1 H2，此时v(正 ) __________v(逆)(填“＞”“＝”或“＜”)

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)　　　　　　 △Hl＝一726 kJ·mol-1

（4）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

（5）写出电极A的电极反应式_____________。

（6）以上述电池电解饱和食盐水，若生成0.2mo1 Cl2，则至少需通人O2的体积为_____L(标准状况)。

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（16分）

通过煤的气化和液化，使碳及其化合物得以广泛应用。

I．工业上先用煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

（1）向1L恒容密闭容器中充人CO和H2O(g)，800℃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2L恒容密闭容器中充入1molCO、1mol H2O(g)、2molCO2、2mo1 H2，

此时υ(正)　　　　　 υ(逆)　 (填“>” “=” 或 “<”)。

II．已知CO(g)、H2(g)、CH3OH（l）的燃烧热分别为283 kJ·mol-1、286 kJ·mol-1、726 kJ·mol-1'。

（3）利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为　　　　　 。

（4）依据化学反应原理，分析增加压强对制备甲醇反应的影响　　　　　 。

III。为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如图所示：

一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2—。

（5）以辛烷（C8H18）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式　　　　　 。

（6）已知一个电子的电量是1.602×10—19C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1.929×105C的电量时，生成NaOH　　　　　 g。

Ⅳ．煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一。

（7）将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环。如：

a．6CO2+6H2OC6H12O6+6O2　　　　　

b．2CO2 + 6H2C2H5OH +3H2O　　　　

c．CO2 + CH4 CH3COOH

d．2CO2 + 6H2CH2=CH2 + 4H2O

以上反应中，最节能的是　　　　　 ，反应c中理论上原子利用率为　　　　　 。

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（16分）通过煤的气化和液化，使碳及其化合物得以广泛应用。

I．工业上先用煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下平衡：

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

（1）向1L恒容密闭容器中充入CO和H2O（g），800℃时测得部分数据如下表。

则该温度下反应的平衡常数K=　　　　 　　　　　 　　　 。（保留2位有效数字）

（2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO、1mol H2O（g）、2molCO2、2mo1 H2，此时v （正）_____________ v （逆）（填“>” “=” 或 “<”）。

II．已知CO（g）、H2（g）、CH3OH（l）的燃烧热分别为283 kJ·mol-1、286 kJ·mol-1、726 kJ·mol-1。

（3）利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）依据化学反应原理，分析增加压强对制备甲醇反应的影响　　　　　　　　　　　　 。

III．为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如右图所示：一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2—。

（5）以辛烷（C8H18）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式　　　　　　 　　　　　　　　　　　 。

（6）已知一个电子的电量是1．602×10—19C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1．929×105C的电量时，生成NaOH　　 　　　　 　　 g。

Ⅳ．煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一。

（7）将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环。如：

a．6CO2+6H2OC6H12O6+6O2　 　　　 b．2CO2 + 6H2C2H5OH +3H2O

c．CO2 + CH4 CH3COOH 　　　　　　 d．2CO2 + 6H2 CH2=CH2 + 4H2O

以上反应中，最节能的是　 　　　　　　　 　 ，反应b中理论上原子利用率为　　 　　　　　　　　 　　 。

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我省煤资源丰富，通过煤的气化和液化，能使煤炭得以更广泛的应用．

Ⅰ．工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下平衡：

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

（1）向2L恒容密闭容器中充入CO和H2O（g），800℃时测得部分数据如下表．

则从反应开始到2min时，用H2表示的反应速率为　　 　　　　　 ；该温度下反应的平衡常数K=　 　　 　　 （小数点后保留1位有效数字）．

（2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO、3mol H2O（g）、2molCO2（g）、2mo1H2（g），此时v正　　 　　 　　 v逆（填“＞”“＜”或“=”）．

Ⅱ．已知CO（g）、H2（g）、CH3OH（l）的燃烧热分别为283kJ•mol﹣1、286kJ•mol﹣1、726 kJ•mol﹣1．

（3）利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为　　　 　　 ．

（4）依据化学反应原理，分析升高温度对制备甲醇反应的影响　　　 　　 ．

Ⅲ．为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如右图所示：一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2﹣．

（5）以己烷（C6H14）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式　 　　　　　　　　　　 　　 ．

（6）用该电池电解1L饱和食盐水，当固体电解质中有0.05mol O2-发生迁移时，理论上，被电解的食盐水的pH=_______(忽略电解过程中溶液体积变化)

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淮南是我国重要的煤炭生产基地，通过煤的气化和液化，能使煤炭得以更广泛的应用。

I．工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下平衡：

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

（1）向2L恒容密闭容器中充入CO和H2O（g），800℃时测得部分数据如下表。

则从反应开始到2min时，用H2表示的反应速率为_________________；该温度下反应的平衡常数K=___________________（小数点后保留1位有效数字）。

（2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO、3mol H2O（g）、2molCO2（g）、2mo1 H2（g），此时v正________v逆（填“>” “<” 或 “=”）。

Ⅱ.一定条件下用CO和H2合成CH3OH：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H=﹣105kJ•mol﹣1．向体积为2L的密闭容器中充入2mol CO和4mol H2，测得不同温度下容器内的压强（P：kPa）随时间（min）的变化关系如右图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：

（1）Ⅱ和Ⅰ相比，改变的反应条件是______．

（2）反应Ⅰ在6min时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v（CH3OH）=______．

（3）反应Ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K（Ⅱ）=______．

（4）比较反应Ⅰ的温度（T1）和反应Ⅲ的温度（T3）的高低：T1_____T3（填“＞”“＜”“=”），判断的理由是_________________________________________________________．

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硫单质及其化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。

（1）煤制得的化工原料气中含有羰基硫（O=C=S），该物质可转化为H2S，主要反应如下：

i.水解反应:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)△H1

ⅱ.氢解反应:COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2

已知反应中相关的化学键键能数据如下表：

①一定条件下，密闭容器中发生反应i，其中COS(g)的平衡转化率(a)与温度(T)的关系如图(a)所示。则A、B、C三点对应的化学反应速率大小顺序为_________（填标号）。

②结合上表中数据，计算反应ⅱ的△H2为___________。

③反应ⅱ的正、逆反应的平衡常数（K）与温度（T）的关系如上图（b）所示，其中表示逆反应的平衡常数（K）的曲线是_______________（填“A”或“B”）。T1℃时，向容积为2L的恒容密闭容器中充入2 mol COS(g)和1molH2(g)，发生反应ⅱ，COS的平衡转化率为__________________。

（2）过二硫酸是一种强氧化性酸，其结构式如下所示，

，在Ag+催化作用下，S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-，该反应的离子方程式为______。

（3）NaHS可用于污水处理的沉淀剂。

已知：25℃时，反应Hg2+(aq)+HS-(aq)HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038，H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7，Ka2=7.0×10-15。则Ksp(HgS)=__________。

（4）降低SO2的排放量已经写入2018年政府工作报告，某种电化学脱硫法装置如下图所示，不仅可脱除烟气中的SO2，还可以制得H2SO4。在阴极放电的物质是_____________，在阳极生成SO3的电极反应式是__________________。

。

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硫单质及其化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。

（1）煤制得的化工原料气中含有羰基硫(O=C=S)，该物质可转化为H2S，主要反应如下：

i.水解反应：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)　　 △H1

ii.氢解反应：COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)　　 △H2

已知反应中相关的化学键键能数据如下表：

①恒温恒压下，密闭容器中发生反应i。下列事实能说明反应i达到平衡状态的是_______。  (填标号)

a．容器的体积不再改变 　　 b．化学平衡常数不再改变　　  c．混合气体的密度不再改变 　　 d．形成1molH—O键，同时形成1molH—S键

②一定条件下，密闭容器中发生反应i，其中COS(g)的平衡转化率(α)与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中，v(COS)=v(H2S)的是____________。(填标号)

③反应ii的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示，其中 表示逆反应的平衡常数(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃时，向容积为10 L的恒容密闭容器中充入2 mol COS(g)和1 mol H2(g)，发生反应ii，CO的平衡转化率为___________。

（2）过二硫酸是一种强氧化性酸，其结构式为

①Ag+催化下，S2O82-与Mn2+在水溶液中生成SO42-和MnO4-，该反应离子方程式____________。

②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液的方法制备过二硫酸铵。总反应的离子方程式为____________________________________。

（3）NaHS可用于污水处理的沉淀剂。已知：25℃时，反应Hg2+(aq)+HS-(aq) ⇌HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038，H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7，Ka2=7.0×10-15。

①NaHS的电子式为____________________。

②Ksp(HgS)=_____________________。

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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H₂O(g) CO₂+H₂

①t℃时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中c(H₂)=0.12mol·L^－1。该温度下此反应的平衡常数K=_____（填计算结果）。

②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1molCO，当反应重新建立平衡时，水蒸气的转化率α(H₂O)=________。

（2）合成塔中发生反应N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)；△H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知，表中

T₁____573K（填“>”、“<”或“=”）。

（3）NH₃和O₂在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应：

4NH₃(g)+5O₂(g) 4NO(g)+6H₂O(g)　 △H=－905kJ·mol^－1

不同温度下NO产率如图所示。温度高于900℃时，

NO产率下降的原因________。

（4）吸收塔中发生反应的化学方程式为：

________。

（5）上述工业流程中，采用了循环操作工艺的是________（填序号）

（6）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，如果不经处理直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：

CH₄(g)+4NO₂(g)＝4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；  △H=－574kJ·mol^－1

CH₄(g)+4NO(g)＝2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；   △H=－1160kJ·mol^－1

则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为：_____________________________。

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