（14分）近年來霧霾天氣多次肆虐我國部分地區(qū)。其中燃煤和汽車尾氣是造成空氣污染的原因之一。
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。在密閉容器
中發(fā)生該反應(yīng)時，c(CO2)隨溫度(T)和時間(t)的變化曲線如圖1所示。據(jù)此判斷：
①該反應(yīng)的△H        0（填“＜”或“＞”）。
②在T2溫度下，0～2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v (N2)為          。
③若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列圖2中正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是         （填字母編號）。
             
圖1                                圖2
（2）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中含氮的氧化物，用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　 △H＝－867 kJ/mol         ①
2NO2(g)N2O4(g)   △H＝－56.9 kJ/mol          ②
H2O(g)＝H2O(l)    △H＝－44.0 kJ/mol             ③
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學(xué)方程式               。
（3）甲烷燃料電池可以提升能量利用率。下圖是利用甲烷燃料電池電解100mL 1 mol/L食鹽
水的裝置，電解一段時間后，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣2.24L（設(shè)電解后溶液體積不變）。

①該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為        。
②電解后溶液的pH約為             （忽略氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)）。
③陽極產(chǎn)生氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下約為           L。

（14分）（每空2分）（1）①＜   ②0.025mol/(L·s)  ③c
（2）N2O4(g)+CH4(g)=N2(g)+2H2O（l）+CO2(g)  △H=－898.1kJ/mol
（3）①CH4-8e-+2H2O= CO2+8 H+   ②14   ③1.68

解析試題分析：（1）①根據(jù)化學(xué)平衡中“先拐先平”的規(guī)律，T1>T2,則溫度升高，二氧化碳濃度減小，說明升溫平衡逆向移動，所以正向是放熱反應(yīng)△H<0；
②2s內(nèi)二氧化碳的濃度增加0.1mol/L，則氮氣的濃度增加0.05mol/L，所以v (N2)=0.05mol/L/2s=0.025mol/(L·s)；
③圖a中t1時刻說明正反應(yīng)速率最大，因為該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，容器為絕熱容器，所以開始時相當(dāng)于給體系升溫，溫度升高，反應(yīng)速率加快，但同時升溫不利于正反應(yīng)的進(jìn)行，所以正反應(yīng)速率后來又逐漸減小，當(dāng)正反應(yīng)速率不再變化時說明達(dá)平衡狀態(tài)，因此t1時刻未達(dá)到平衡狀態(tài)；b圖中t1時刻的一氧化碳和二氧化碳的物質(zhì)的量相等，不能說明t1時刻達(dá)到平衡狀態(tài)；c圖中t1時刻NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再變化，說明已達(dá)平衡狀態(tài)，正確，答案選c。
（2）根據(jù)蓋斯定律，目標(biāo)方程式=①-②+2×③，所以CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)+CH4(g)=N2(g)+2H2O（l）+CO2(g)  △H=－898.1kJ/mol
（3）①燃料電池中的負(fù)極是燃料發(fā)生氧化反應(yīng)，所以該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為CH4-8e-+2H2O= CO2+8 H+
②食鹽水中的Cl-的物質(zhì)的量是0.1mol，若按電解食鹽水的化學(xué)方程式中2NaOH～H2～Cl2，當(dāng)生成0.1mol氫氣時，應(yīng)生成0.1mol氯氣，與題意不符，所以電解食鹽水開始是Cl-和H+放電，Cl-放電完畢后是OH－放電，因此溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.05mol×2=0.1mol，所以c(OH－)=0.1mol/0.1L=1mol/L，溶液pH=14；
③根據(jù)②的分析，陽極產(chǎn)生0.05mol的氯氣和0.025mol的氧氣，所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是1.68L。
考點：考查化學(xué)平衡理論的應(yīng)用，熱化學(xué)方程式的計算及書寫，電化學(xué)理論的應(yīng)用

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（1）將一定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空容器中（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計），在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：
H2NCOONH4（s）2NH3（g）+CO2（g）
實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：

溫度（℃）
15．0
20.0
25．0
30．0
35．0
平衡氣體總濃度（×10—3 mol/L）
2．4
3．4
4．8
6.8
9．4
 
①氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變△H          0（填“>”、“<”或“=”）。
②可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是____。
A．2v（NH3）=v（CO2）
B．密閉容器中總壓強不變
C．密閉容器中混合氣體的密度不變
D．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算25.0℃時的分解平衡常數(shù)為             。
（2）25℃時，NH3．H2O電離常數(shù)Kb=1．8×10—5，Mg（OH）2的溶度積常數(shù)Ksp=1．8×10—11，用pH計測得0.5 mol/L氨水溶液的pH約為   。在某氯化鎂溶液中加入一定量的某濃度的燒堿后，測得混合液pH =11．0，則此溫度下殘留在溶液中的c（Mg2+）=____。（已知lg2≈0．3、lg3≈0．5）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：問答題

(14分)工業(yè)上用硫碘開路循環(huán)聯(lián)產(chǎn)氫氣和硫酸的工藝流程如下圖所示：

回答下列問題：
（1）在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________。
（2）在膜反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)：2HI(g)H2(g)十I2 △H>0。若在一定條件下密閉容器中加入l mol HI(g)，  n(H2)隨時間(t)的變化如圖所示：

①該溫度下，反應(yīng)平衡常數(shù)K=_______，若升高溫度，K值將_______
(填“增大”、“減小”或“不變?’)。
②用化學(xué)平衡原理解釋使用膜反應(yīng)器及時分離出H2的目的是___________________
（3）電滲析裝置如下圖所示：

①結(jié)合電極反應(yīng)式解釋陰極區(qū)HIx轉(zhuǎn)化為HI的原理是______________________________
②該裝置中發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________
（4）上述工藝流程中循環(huán)利用的物質(zhì)是_________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：問答題

（15分）某化學(xué)小組為了研究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，進(jìn)行了如下實驗：
【實驗原理】2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4＝ K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O
【實驗內(nèi)容及記錄】

實驗編號
室溫下，試管中所加試劑及其用量 / mL
室溫下溶液顏色褪至無色所需時間 / min
0.6 mol/L
H2C2O4溶液
H2O
3 mol/L
稀硫酸
0.05mol/L KMnO4溶液
1
3.0
2.0
2.0
3.0
1.5
2
2.0
3.0
2.0
3.0
2.7
3
1.0
4.0
2.0
3.0
3.9
請回答：
（1）根據(jù)上表中的實驗數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是                                        。
（2）利用實驗1中數(shù)據(jù)計算，若用KMnO4的濃度變化表示的反應(yīng)速率為：υ(KMnO4)＝         。
（3）該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗繪制了n(Mn2+) 隨時間變化趨勢的示意圖，如圖1所示。但有同學(xué)查閱已有的實驗資料發(fā)現(xiàn)，該實驗過程中n(Mn2+) 隨時間變化的趨勢應(yīng)如圖2所示。該小組同學(xué)根據(jù)圖2所示信息提出了新的假設(shè)，并繼續(xù)進(jìn)行實驗探究。

①該小組同學(xué)提出的假設(shè)是                                                         。
②請你幫助該小組同學(xué)完成實驗方案，并填寫表中空白。
實驗編號
室溫下，試管中所加試劑及其用量 / mL
再向試管中加入少量固體
室溫下溶液顏色褪至無色所需時間 / min
0.6 mol/L
H2C2O4溶液
H2O
3 mol/L
稀硫酸
0.05 mol/L KMnO4溶液
4
3.0
2.0
2.0
3.0
 
t
③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是                                    。
（4）工業(yè)上可用電解K2MnO4濃溶液的方法制取KMnO4，則電解時，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為                       ；總方程式為                                           。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：問答題

（1３分）
Cl2是一種重要的化工原料。
（1）電解飽和NaCl溶液獲得Cl2的化學(xué)方程式是_______。
（2）為便于儲存，要將氯氣液化[ Cl2(g)  Cl2(l) ]，應(yīng)采取的措施是_______（寫出一條即可）。
（3）液氯儲存區(qū)貼有的說明卡如下（部分）：

危險性

儲運要求
遠(yuǎn)離金屬粉末、氨、烴類、醇更物質(zhì)；設(shè)置氯氣檢測儀
泄漏處理
NaOH、NaHSO3溶液吸收
包裝
鋼瓶
   ① 用離子方程式表示“泄漏處理”中NaHSO3溶液的作用_______。
② 若液氯泄漏后遇到苯，在鋼瓶表面氯與苯的反應(yīng)明顯加快，原因是       。
③ 氯氣含量檢測儀工作原理示意圖如下：
 
Cl2在Pt電極放電的電極反應(yīng)式是_______。
（4）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求液氯含水量（以1 g氯氣含水的質(zhì)量計）＜0. 4 mg，含水量超標(biāo)會嚴(yán)重腐蝕鋼瓶。液氯含水量的測定裝置如下圖所示：

（已知：P2O5 + 3H2O = 2H3PO4；Cl2與P2O5不反應(yīng)。）
① 用離子方程式說明c裝置的作用_______。
② 檢測液氯的含水量，根據(jù)上圖，需要測定的數(shù)據(jù)是_______。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：問答題

（14分） 2SO2(g)+ O2 (g)  2 SO3 (g)是生產(chǎn)硫酸的主要反應(yīng)之一。下表是原料氣按V(SO2):V(O2):V(N2)=7:11:82投料，在1．01×105Pa時，不同溫度下SO2的平衡轉(zhuǎn)化率。

溫度/℃
400
500
600
SO2轉(zhuǎn)化率/%
99．2
93．5
73．7
（1）該反應(yīng)是______反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。
（2）400℃，1．01×105Pa時，將含10 mol SO2的原料氣通入一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，平衡時SO2的物質(zhì)的量是______mol。
（3）硫酸廠尾氣（主要成分SO2、O2和N2）中低濃度SO2的吸收有很多方法。
①用氨水吸收上述尾氣，若SO2與氨水恰好反應(yīng)得到堿性的(NH4)2SO3溶液時，則有關(guān)該溶液的下列關(guān)系正確的是______（填序號）。
a． c + c(NH3?H2O)=" 2[c()+" c()+ c(H2SO3)]
b． c()+ c(H+)=" c()+" c()+ c(OH-)
c． c()> c() > c(OH-) > c(H+)
②用 MnO2與水的懸濁液吸收上述尾氣并生產(chǎn)MnSO4。
i． 得到MnSO4的化學(xué)方程式是______。
ii．該吸收過程生成MnSO4時，溶液的pH變化趨勢如圖甲，SO2吸收率與溶液pH的關(guān)系如圖乙。

圖甲中pH變化是因為吸收中有部分SO2轉(zhuǎn)化為H2SO4，生成H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式是______；由圖乙可知pH的降低______SO2的吸收（填“有利于”或“不利于”），用化學(xué)平衡移動原理解釋其原因是______。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：問答題

硫的化合物在生產(chǎn)和科研中發(fā)揮著重要作用。
（1）SO2Cl2常用于制造醫(yī)藥品、染料、表面活性劑等。已知：SO2Cl2(g)SO2(g)＋Cl2(g) △H＝＋97.3 kJ·mol－1。某溫度時向體積為1 L的恒容密閉容器中充入0. 20mol SO2Cl2，達(dá)到平衡時，容器中含0.18mol SO2，則此過程反應(yīng)吸收的熱量為_____ kJ，該溫度時反應(yīng)的平衡常數(shù)為_____。將上述所得混合氣體溶于足量BaCl2溶液中，最終生成沉淀的質(zhì)量為_______。
（2）工業(yè)上制備硫酸的過程中存在反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－198kJ·mol－1，400℃，1.01×105Pa，向容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量 SO2和O2，n(SO3)和n(O2)隨時間的變化曲線如圖所示。

①0～20min反應(yīng)的平均速率υ(O2)＝___________。
②下列敘述正確的是              。
a．A點υ正(SO2)＞υ逆(SO2)
b．B點處于平衡狀態(tài)
c．C點和D點n(SO2)相同
d．其它條件不變，500℃時反應(yīng)達(dá)平衡，n(SO3)比圖中D點的值大
（3）工業(yè)上用Na2SO3溶液吸收煙氣中的SO2。將煙氣通入1.0 mol·L－1的Na2SO3溶液，當(dāng)溶液pH約為6時，Na2SO3溶液吸收SO2的能力顯著下降，應(yīng)更換吸收劑。此時溶液中c (SO32－)的濃度是0.2 mol·L－1，則溶液中c(HSO3－)是__mol·L－1。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：計算題

以白云石（化學(xué)式表示為MgCO3·CaCO3）為原料制備Mg(OH)2的工藝流程如下圖所示。

（1）研磨的作用是                   。
（2）該工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是             、          （寫化學(xué)式）。
（3）白云石輕燒的主要產(chǎn)物是MgO·CaCO3，而傳統(tǒng)工藝是將白云石加熱分解為MgO和CaO后提取，白云石輕燒的優(yōu)點是                                               。
（4）加熱反應(yīng)的離子方程式為                                                   。
（5）①加熱反應(yīng)時，在323k和353k溶液中c(NH4+)與反應(yīng)時間的關(guān)系如下圖所示，請在下圖畫出373k的曲線。

②由圖可知，隨著溫度升高：                 。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實驗題

（16分）Na2S2O8溶液可降解有機污染物4-CP，原因是Na2S2O8溶液在一定條件下可產(chǎn)生強氧化性自由基（SO4-）。通過測定4-CP降解率可判斷Na2S2O8溶液產(chǎn)生（SO4-·）的量。某研究小組探究溶液酸堿性、Fe2+的濃度對產(chǎn)生（SO4-·）的影響。

（1）溶液酸堿性的影響：其他條件相同，將4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中，結(jié)果如圖a所示。由此可知：溶液酸性增強，                （填 “有利于”或“不利于”）Na2S2O8產(chǎn)生SO4-·。
（2）Fe2+濃度的影響：相同條件下，將不同濃度的FeSO4溶液分別加入c(4-CP)=1.56×10-4 mol·L－1、c(Na2S2O8)=3.12×10-3 mol·L－1的混合溶液中。反應(yīng)240 min后測得實驗結(jié)果如圖b所示。
已知 S2O82­- + Fe2+= SO4-·+ SO42- + Fe3+，此外還可能會發(fā)生：SO4-· + Fe2+＝SO42- + Fe3+
① 實驗開始前，檢驗FeSO4溶液是否被氧化的試劑是             （化學(xué)式）。如被氧化可以觀察到的現(xiàn)象是                     。
②當(dāng)c(Fe2+)＝3.2 ×10-3 mol·L－1時，4-CP降解率為      %，4-CP降解的平均反應(yīng)速率的計算表達(dá)式為                                。
③當(dāng)c(Fe2+)過大時，4-CP降解率反而下降，原因可能是                         。

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同步練習(xí)冊答案