二碳化学的研究在工业生产中具有重要意义。（1）在一定温度和压强下，已知： 化学键 C—H ...

二碳化学的研究在工业生产中具有重要意义。

（1）在一定温度和压强下，已知：

①CH3CH2OH(g)＋1/2O2(g)CH3CHO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝________。

②若反应2CH3CHO(g)＋O2(g)2CH3COOH(g)可自发进行，则CH3CH2OH(g)＋O2(g)CH3COOH(g)＋H2O(g)　ΔH2________(填“＞”“＜”或“＝”)0。

（2）将一定量的CH3CH2OH和O2充入恒温、恒压密闭容器中，发生反应2CH3CH2OH(g)＋O2(g)2CH3CHO(g)＋2H2O(g)至平衡状态。下列图象不合理的是________(填字母)。

（3）已知：25 ℃，Ka(CH3COOH)＝1.75×10－5，Kb(NH3·H2O)＝1.75×10－5，≈1.3，lg 1.3≈0.1。

①25 ℃，0.1 mol·L－1CH3COOH溶液的pH＝______；将0.1 mol·L－1CH3COOH溶液与0.1 mol·L－1的氨水等体积混合，所得溶液中离子浓度大小关系为_______________________________。

②25 ℃，0.2 mol·L－1NH4Cl溶液中NH4+水解反应的平衡常数Kh＝________。(保留2位有效数字)

③25 ℃，向0.1 mol·L－1氨水中加入少量NH4Cl固体，NH3·H2ONH4+＋OH－的电离平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动；请用氨水和某种铵盐(其他试剂与用品自选)，设计一个实验证明NH3·H2O是弱电解质____________________________________。

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利用化学反应原理研究化学反应有重要意义。

（1）CO2的减排和综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。一定温度下，在体积为1L的密闭容器中，充入1 molCO2和3molH2，此时压强为p0kpa，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①0~4min，H2的平均反应速率v(H2)=__mol·L−1·min−1。

②下列能说明该反应已达到平衡状态的是___。

A．v正(CH3OH)=3v逆(H2)

B．CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1∶3∶1∶1

C．恒温恒容下，气体的密度不再变化

D．恒温恒压下，气体的体积不再变化

③测得某时刻，CO2（g）、H2（g）、CH3OH（g）和H2O（g）的浓度均为0.5mol/L，则此时v（正）___v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）。

④可逆反应的平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算，已知：分压=总压×物质的量分数，则该温度下Kp=___kPa-2（用含有p0的式子表示，保留1位小数)。

（2）工业中，CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。

反应A：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)

反应B：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)

控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图所示。

图为温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响

①由图可知温度升高时CO的产率上升，其主要原因可能是___。

②由图可知获取CH3OH最适宜的温度是___。下列措施有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的有___(填字母)。

A．使用对反应A选择性更高的催化剂

B．压缩体积

C．增大CO2和H2的初始投料比

（3）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，反应原理为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　 ΔH＝－92.4kJ·mol-1。在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得合成氨反应达到平衡时的有关数据如下。

则a+b___92.4（填“>”、“=”或“<”，下同），c3___2c1，2p2___p3，α1+α3___1。

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（14分）研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。

⑴  在一定体积的密闭容器中，进行化学反应： CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)

其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：

①该反应正向反应是________反应。（填“放热”或“吸热”）

②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。

A．容器压强不变      B．混合气体中c(CO₂)不变

C．υ_正(H₂)＝υ_逆(H₂O)  D．c(CO₂)＝c(CO)

③当其他条件不变时，若缩小容器的体积，该反应平衡________移动。（选填“正向”、“逆向”或“不”）

⑵工业上合成甲醇可在密闭容器中采用如下反应进行：

CO₂(g) +3H₂(g)  CH₃OH(g) +H₂O(g)   △H＝－49.0 kJ·mol^－1

①该反应的平衡常数表达式K＝________。

②某实验将1molCO₂和3molH₂充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应（只有一种条件不同）。测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图所示：

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

③一定温度下，在容积2L且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

经测定甲容器经过5min达到平衡，平衡时CO₂的转化率为50%，甲容器中该反应在5min内的平均速率υ(H₂)＝________mol·L^－1·min^－1。

要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为________。

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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）一定温度下，在2L的密闭容器中，SO2、O2、SO3三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示，请回答下列问题：

①反应的化学方程式为　　　　　　　　

②反应开始到10s，用SO2表示的反应速率为　　　　　　　　

③O2的平衡转化率为　　　　　　　　

（2）对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，当反应达到平衡时，如果反应速率υ（SO2）为0.05 mol·L-1·min-1，则υ（O2）＝　　　　　　　　 　　　　 ；υ(SO3)=　　　　　　　　　　 　　　 。

（3）已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝-196.6kJ·mol－1

2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH＝-113.0kJ·mol－1

则反应NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝_________kJ·mol－1。

（4）一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是_________

a、体系压强保持不变　　　　　　　　　 b、混合气体颜色保持不变

c、SO3和NO的体积比保持不变　　 　 d、每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2

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利用化学反应原理研究碳、硫及其化合物的性质具有重要意义。

（1）工业上用炭还原辉铜矿（主要成分是Cu2S），可制取金属铜。

已知反应的热化学方程式如下：

C(s)+S2 (g) ═CS2 (g)　　 △H1=150 KJ/mol

Cu2S(s)+H2 (g) ═2Cu(s)+H2S (g)　 △H2=59.5KJ/mol

2H2S (g) ═2H2 (g) +S2 (g)　 △H3=170KJ/mol

通过计算，可知用炭还原Cu2S 制取金属铜和CS2（g） 的热化学方程式为___________。

（2）为研究反应2H2S（g）2H2（g）+S2（g）对上述工业过程的影响，兴趣小组进行如下探究：

①向三个体积均为1L的恒容密闭容器中分别加入1molH2S，进行H2S分解实验。不同温度下测得H2S 的转化率与时间的关系如图1所示：

T1温度下，0～5min S2（g）的平均反应速率v（S2）=____________mol．L－1．min－1，反应平衡常数K=_____mol•L－1．温度T1、T2、T3 由高到低的顺序是__________。

②T4温度时，向1L的恒容密闭容器中加入1.8molH2（g）、1.2molS2（g），达到平衡后测得S2（g）和H2S（g）的浓度相等，则T4_____ T1 （填“＜”、“=”或“＞”）。

（3）T℃时，向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH 溶液，所得溶液中三种微粒H2C2O4、HC2O4－、C2O42－ 的物质的量分数（δ） 与pH的关系如图2所示：

①草酸的电离常数分别为K1与K2，则=_____。

②按投料比n（Na2C2O4）：n（NaHC2O4）=2：1配成溶液，下列有关该溶液的叙述正确的是_____（填序号）。

A．该溶液的pH为4.2

B.3c（Na+）+c（H+）=c（OH－）+c（HC2O4－）+2c（C2O42－）

C.3c（Na+）=5[c（HC2O4－）+c（C2O42－）+c（H2C2O4）]

D.3c（OH－）+c（C2O42－）=3c（H+）+2c（HC2O4－）+5c（H2C2O4）

（4）含碳的甲醇（CH3OH）的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2，然后再加碱中和即可。

①写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式：___________________。

②常温下，向100 mL0.1mol/L的NaOH溶液中通入一定量的CO2。为探究反应后混合溶液的成分，向其中逐滴加入0.1 mol/L的HCl溶液。溶液产生气体前，消耗V( HCl)=V1；溶液刚好不再产生气体时，消耗V( HCl) =V2。当V1 <V2 <2Vl时，混合溶液中溶质的成分为________

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“绿水青山就是金山银山”，因此研究NOx，SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。

SO2的排放主要来自于煤的燃烧，工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下：

①SO2(g)+NH3·H2O(aq)=NH4HSO3(aq)　　 △H1=akJ/mo1；

②NH3·H2O(aq)+NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l)　 △H2=b kJ/mo1；

③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)　　 △H3=c kJ/mo1。

则反应2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O　　 △H

(1)△H =______kJ/mo1 (用含a、b、c的代数式表示)。

(2)对于反应：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)　 △H =-34.0kJ/mol，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：

①0~10min内，CO2的平均反应速度v(CO2)=________。

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表中的数据判断改变的条件可能是_______(填字母)。

a.加入一定量的活性炭　　　　　　　　 b.通入一定量的NO

c.适当缩小容器的体积　　　　　　　　 d.加入合适的催化剂

(3)用活性炭还原法处理NO，有关反应为：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)　 △H =-34.0kJ/mo1。已知在一体积不变的密闭容器中，加入足量的C和一定量的NO气体，测得NO的转化率随温度的变化如下图所示：

①由图可知，1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大，其原因为________；

②在1100K时，CO2的体积分数为________。

(4)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　　 △H =-746.8 kJ/mo1，生成无毒的N2和CO2。实验测得，v正=k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)　 (k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。

①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数____(填“>”“<”或“=”) k逆增大的倍数。

②若在2L的密闭容器中充入2molCO和2molNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为50%，则_______。

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石嘴山市打造“山水园林城市”，因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。

(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧，工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。

已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下：

①SO2(g)+NH3·H2O(aq)= NH4HSO3(aq)　 ΔH1=a kJ/mol；

②NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l)　 ΔH2=b kJ/mol；

③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)　 ΔH3=c kJ/mol。

则反应2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g) =2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的ΔH=______kJ/mol。

(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)　 ΔH =−681.8 kJ/mol对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应，在温度为TK时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：

①0～10 min内，平均反应速率v(SO2)=_____mol/(L·min)。

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断，改变的条件可能是_____（填字母）。

A．通入一定量的O2 B．加入一定量的粉状碳酸钙

C．适当缩小容器的体积　　　　　　 D．加入合适的催化剂

(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气，有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)　 ΔH=−34.0 kJ/mol，用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体，保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示：

由图可知，1050K前反应中NO的转化率随温度升髙而增大，其原因为_______；在1100K时，CO2的体积分数为______。

(4)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数（记作Kp）。在1050K、1.1×106 Pa时，该反应的化学平衡常数Kp=____[已知：气体分压(P分)=气体总压(P)×体积分数]。

(5)汽车尾气还可利用反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　 ΔH=−746.8 kJ/mol，实验测得，v正=k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)（k正、k逆为速率常数，只与温度有关）。

①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数____（填“>”“<”或“=”）k逆增大的倍数。

②若在1L的密闭容器中充入1 molCO和1 mol NO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为40%，则k正︰k逆=_____。

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（14分）用电化学原理研究金属铝具有重要的意义。

（1）已知：

①工业上利用惰性电极电解熔融的Al2O3冶炼铝，每消耗1000kJ电能时，生成27g铝，则电解过程中能量利用率为____。

③利用Al2O3制备无水AlCl3的反应为

。反应达平衡时，加入焦炭能使平衡向正反应方向移动，理由是­__________.

（2）为了防止钢材腐蚀，常采用电解熔融盐法在钢材表面镀铝。熔融盐中铝元素和氯元素仅以形式存在。如下图所示：

①钢材表面镀铝时，铝应接电源的________极。

②试分析电镀铝时不用氯化铝水溶液作电解液的原因：_______________.

（3）铝一空气-NaOH溶液组成的铝电池性能优越，可用于电动汽车。写出该电池的负极电极反应式______：

（4）铝可用于处理银器表面的黑斑(Ag2S)。将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，形成原电池，可将Ag2S转化为Ag，该过程中食盐水的作用为_______________.

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利用化学反应原理研究生产、生活中的实际问题具有十分重要的意义：

（Ⅰ）氮气和氢气合成氨是化学工业中极为重要的反应，其热化学方程式可表示为：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92 kJ·mol^－1。请回答下列问题：

(1)取1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量＿＿＿＿＿92 kJ(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是＿＿＿＿＿＿＿；若加入催化剂，ΔH　　(填“变大”“变小”或“不变”)。

(2)已知：分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H—H键需要吸收的能量为：946 kJ、436 kJ，则破坏1 mol N—H键需要吸收的能量为＿＿＿＿＿＿kJ。

(3)N₂H₄可视为：NH₃分子中的H被—NH₂取代的产物。发射卫星用N₂H₄(g)为燃料，NO₂为氧化剂生成N₂和H₂O(g)。

已知：N₂(g)＋2O₂(g)===2NO₂(g)   ΔH₁＝＋67．7 kJ·mol^－1

N₂H₄(g)＋O₂(g)===N₂(g)＋2H₂O(g)   ΔH₂＝－534 kJ·mol^－1。

则：1 mol N₂H₄完全反应的热化学方程式为________。

（Ⅱ）某铅蓄电池的正、负极标记被磨损。试用下图装置设计实验，识别出此铅蓄电池的正负极。

(1)若A接E，B接F，而B电极出现________，反应式为________，则说明F为正极；

（2）若铅蓄电池工作时（放电），其E所在电极的电极反应式为：________，充电时该极与外加电源的________极相连。

（3）若用该电池电解Cu(NO₃)₂ 溶液，其电解方程式为 ________

若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗的PbO₂的物质的量是________ ；要想CuSO₄溶液恢复原样，需加入的物质是________,质量为________

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