运用化学反应原理研究碳、氮等单质和化合物的反应有重要意义。（1）有科学家提出可利用FeO吸...

运用化学反应原理研究碳、氮等单质和化合物的反应有重要意义。

（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式如下：

6 FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H= -76.0 kJ·mol一1

①上述反应中每生成1 mol Fe3O4，转移电子的物质的量为_______mol。

②已知：C(s)+2H2O(g)=CO2 (g)+2H2(g) △H=+113.4 kJ·mol一1，则反应：

3 FeO(s)+ H2O (g)= Fe3O4 (s)+ H2 (g)的△H=__________。

（2）工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经两步反应生成尿素〔CO(NH2)2〕，两步反应的能量变化示意图如下：

则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为____________________。

（3）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，科学家利用此原理，设计成氨气一氧气燃料电池，则通入氨气的电极是　　　　　　 (填“正极”或“负极”)；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示：

①上述生产过程的能量转化方式是_____________。

a、电能转化为化学能　　　　　

b、太阳能转化为电能

c、太阳能转化为化学能　　　

d、化学能转化为电能

②上述电解反应在温度小于 900℃时进行，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，阴极反应式为3CO2＋4e－=C＋2CO32-，则阳极的电极反应式为_________________。

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运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

I.氨为重要的化工原料，有广泛用途。

(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取：

a. CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)　 ∆H1=+216.4kJ/mol

b. CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　　 ∆H2=–41.2kJ/mol

则反应CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) 　 ∆H= _____________。

(2)起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。

①恒压时，反应一定达到平衡状态的标志是_____________(填序号)

A．和的转化率相等　　　　　　　 B．反应体系密度保持不变

C．相同时间内，断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相同

D．容器内气体浓度c(N2):c(H2):c (NH3)=1:3:2

②P1_____P2 (填“＞” “＜”“＝”或“不确定”，下同)；反应的平衡常数：C点______B点_______D点。

③C点的转化率为________；在A、B两点条件下，该反应从开始到平衡时生成氮气的平均速率：υ(A)__________υ(B)。

Ⅱ.用间接电化学法去除烟气中NO的原理如下图所示。

(3)已知阴极室溶液呈酸性，则阴极的电极反应式为_____________。反应过程中通过质子交换膜(ab)的为2mol时，吸收柱中生成的气体在标准状况下的体积为_____________L。

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运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。

（1）合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡_______移动(填“向左”、“向右”或“不”)；使用催化剂反应的△H________(填“增大”、“减小”或“不改变”)。

（2）已知：O2(g) = O2+(g)+e－　 H1=＋1175.7 kJ·mol-1

PtF6(g)+e－=PtF6－(g)　 H2=－771.1 kJ·mol-1

O2PtF6(S)=O2+(g)+PtF6－(g) H3=＋482.2 kJ·mol-1

则反应O2(g)+PtF6(g) = O2+PtF6－(s)的　 H=_____________ kJ·mol-1。

（3）一定温度下在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) △H>0

①反应达到平衡后若再通入一定量氦气，则N2O5的转化率将_______(填“增大”、“减小”、“不变”)。

②下表为反应在T1温度下的部分实验数据：

则500s内N2O5的分解速率为_________________。

③在T2温度下，反应1000s时测得NO2的浓度为4.98mol·L—1，则T2___T1。

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（14分）运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3； 2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），平衡时，混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示。根据图示回答下列问题：

①2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）的△H　　　　　 0（填 “>”或“<”）；若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡　　　　　　 移动（填“向左”“向右”或“不移动”）

②若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1，K2，则K1　 　　　 　 K2；温度为T1时，反应进行到状态D时，　　 　　 （填“>”“<”或“=”）

（2）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，

①如图是一定的温度和压强下N2（g）和H2（g）反应生成lmol NH3（g）过程中能量变化示意图，图中E1、E2分别表示的意义是____________、____________

②请写出工业合成氨的热化学方程式： 　　　　　　 　 （△H的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示）

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科学探究与创新意识是化学研究工作者的必备素养。根据所学知识判断下列探究肯定没有意义的是

A.探究氯水中有漂白性的粒子

B.探究CO2和CO是否发生氧化还原反应

C.探究铁与非金属单质反应后的化合价

D.探究钠与二氧化碳是否能反应

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CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。

(1)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

则该反应的△H=______kJ·mol－1。

(2)为了加快该反应的速率，可以进行的措施是（_____）。

A．恒温恒压下，按原比例充入CH4、CO2

B．恒温下，缩小容器体积

C．增大反应物与催化剂的接触面积　　　　　　　　　　　　　　

D．降低温度

(3)恒温下，向2L体积恒定的容器中充入一定量的CO2、CH4，使其在催化剂作用下进行反应，经tmin后，测得CO有amol，则v(CO2)=______。下列各项能说明该反应达到平衡的是（______）。

A．容器内气体密度保持一定　　　　　　　　　　　　　 B．容器内CO2、CH4的浓度之比为1∶1

C．该反应的正反应速率保持一定　　　　　　　　　　 D．容器内气体压强保持一定

(4)用甲烷作燃料的碱性燃料电池中，电极材料为多孔惰性金属电极，则负极的电极反应式为_______________。

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研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）NO2可用水吸收，相应的化学方程式为___　　　　　　 ___。利用反应6NO2+8NH3＝7N2+12H2O也可以处理NO2。当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是______L。

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

2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)　　　　 △H= -113.0kJ/mol

则反应NO2(g)+SO2(g) ＝SO3(g)+NO(g)的△H=______kJ/mol。

（3）如下图所示，相同体积的a、b、c三密闭容器，其中c容器有一活塞，a、b两容器为定容容器，起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器压强相等，一定条件下发生2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的反应。问：

①起始a、c两容器的反应速率大小关系为Va_____Vc；（填“＞”“＜”或“＝”下同）

②反应一段时间后a、c中速率大小关系为Va_____Vc；

③如起始在a、c两容器中通入等量的He，则此时三容器起始压强为Pa_____Pb_____Pc；起始反应速率关系为Va_____Vb_____Vc。

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(11分）二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图所示。

①若“重整系统”发生的反应中=6，则FexOy的化学式为______________。

②“热分解系统”中每分解l mol FexOy，转移电子的物质的量为________。

（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g）+3H2(g）=CH3OH(g）+H2O(g）　 △H1=-53.7kJ·mol-1

CH3OCH3(g）+H2O(g）=2CH3OH　 △H2=+23.4kJ·mol-1

则2CO2(g）+6H2(g）CH3OCH3(g）+3H2O(g） △H3=　　　 kJ·mol-1

①一定条件下，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．逆反应速率先增大后减小　　　　

b．H2的转化率增大

c．反应物的体积百分含量减小　　　

d．容器中的值变小

②在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如下图所示。

T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密闭容器中，5 min后反应达到平衡状态，则0～5 min内的平均反应速率=____　 　　 __；KA、KB、KC三者之间的大小关系为_______ _______。

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运用化学反应原理消除工业污染，保护生态环境具有非常重要的意义。

（1）采取热还原法，用碳粉可将氮氧化物还原。

已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g)　　 △H=+180.6kJ·mol－1；

②C(s)+O2(g)=CO2(g) 　 △H=－393.5kJ·mol－1。

则反应C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g)　 △H=　　 　　　　 kJ·mol－1。

（2）在催化剂作用下，将nmolSO2与nmolCl2充入容积可变的密闭容器中，发生反应：SO2(g)+ Cl2(g) SO2Cl2(g)(硫酰氯)，并始终保持温度为T，压强为p。起始时气体总体积为10L，tmin时反应达到平衡状态，此时气体总体积为8L。

①在容积改变的条件下，反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示。则v(SO2)= ___　 mol/min。

②此温度下，该反应的K=　　 　　　　 　　 。

③相同条件下，若将0.5nmolSO2与0.5nmolCl2充入该容器，到达平衡状态时，混合物中SO2Cl2的物质的量是　　　　　　 　　 。

（3）利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如图所示：

NO2被吸收的离子方程式是　　　　　　　　 。

（4）利用如下图所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。

①阴极的电极反应式为　　　　　　 。

②在碱性条件下，用阴极排除的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有SO32－生成。该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　 。

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研究CO2转化成有机物实现碳循环对实现社会的可持续发展具有重要的意义。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（l）。

（1）已知一定压强下，该反应在温度升高时，CH3OCH3(g)的浓度减小，则反应的焓变△H_____0，熵变△S_______0(分别填“>”、“<”、或“=”)。

（2）相同条件下，在体积为2L的密闭容器内选用不同的催化剂，生成物二甲醚CH3OCH3的量随时间变化如图所示。

①图中0-4min内A的反应速率v(CO2)=________。该温度下平衡常数的表达式为________。

②下列有关说法正确的是______(填字母序号)。

A．反应的活化能大小顺序是：Ea(A)<Ea(B)< Ea(C)

B．升高温度能使反应速率加快，是因为活化分子百分数增大

C．单位时间内消耗CO2与生成H2的数目为3:1时，说明反应已经达到平衡

D．增大压强，平衡正向移动，平衡常数K值增大

（3）某温度下，在体积可变的密闭容器中，改变起始时各物质的起始投料量，在不同的压强下，平衡时生成物二甲醚CH3OCH3(g)的物质的量如下表所示：

①P1___P2(填“ >”、“<”或“=”)；判断理由为____________________。

②X1=______________。

③P2下，III中CH3OCH3的平衡转化率为_____________。

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