11．近年來全國各地長期被霧霾籠罩，霧霾顆粒中汽車尾氣占20%以上．已知汽車尾氣中的主要污染物為NOx、CO、超細(xì)顆粒（PM2.5）等有害物質(zhì)．目前，已研究出了多種消除汽車尾氣污染的方法．根據(jù)下列示意圖回答有關(guān)問題：
（1）汽車發(fā)動機(jī)工作時會引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如圖1：

寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183KJ/mol
（2）空燃比較易產(chǎn)生CO，有人提出可以設(shè)計反應(yīng)2CO（g）═2C（s）+O2（g）來消除CO的污染．判斷該設(shè)想是否可行，并說出理由：不合理，該反應(yīng)焓增、熵減，任何條件下都不能自發(fā)進(jìn)行或該反應(yīng)△H＞0，△S＜0 則△G＞0．
（3）在汽車上安裝三元催化轉(zhuǎn)化器可實現(xiàn)反應(yīng)：
（Ⅱ）2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H＜0．若該反應(yīng)在恒壓的密閉容器中進(jìn)行，則下列有關(guān)說法正確的是C
A．其他條件不變，增大催化劑與反應(yīng)物的接觸面積，能提高反應(yīng)速率，使平衡常數(shù)增大
B．平衡時，其他條件不變，升高溫度，逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小
C．在恒溫條件下，混合氣體的密度不變時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
D．平衡時，其他條件不變，增大NO的濃度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率都增大
（4）將NO和CO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進(jìn)行反應(yīng)（Ⅱ），經(jīng)過相同時間內(nèi)測量逸出氣體中NO的含量，從而確定尾氣脫氮率（脫氮率即NO的轉(zhuǎn)化率），結(jié)果如圖2所示．以下說法正確的是C．
A．第②種催化劑比第①種催化劑脫氮率高
B．相同條件下，改變壓強對脫氮率沒有影響
C．在該題條件下，兩種催化劑分別適宜于55℃和75℃左右脫氮
（5）甲醇-空氣燃料電池（DMFC）是一種高效能、輕污染電動汽車的車載電池，其工作原理示意圖如圖3甲，
該燃料電池的電池反應(yīng)式為 2CH3OH （g）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）
 ①負(fù)極的電極反應(yīng)式為，氧氣從口通入c（填b或c）
②用該原電池電解AgNO3溶液，若Fe電極增重5.4g，則燃料電池在理論上消耗的氧氣的體積為280mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

分析 （1）根據(jù)能量變化圖計算反應(yīng)熱，反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和，從而書寫熱化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)△H-T△H＜0來判斷反應(yīng)的自發(fā)性；
（3）A．平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，只與溫度有關(guān)；
B．升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快；
C．這是一個氣體體積變化的反應(yīng)，密度不變相當(dāng)于濃度不變；
D．增大NO的濃度，CO反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，NO的轉(zhuǎn)化率減小，得不償失；
（4）A．催化劑只影響反應(yīng)速率，不會改變轉(zhuǎn)化率；
B．增大壓強平衡向逆反應(yīng)方向移動；
C．根據(jù)圖象判斷，脫氨率最高的點對應(yīng)的溫度應(yīng)是最適宜溫度；
（5）①燃料電池正極通氧氣；
②根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算．

解答 解：（1）該反應(yīng)中的反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，所以N2和O2反應(yīng)生成NO的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183kJ•mol-1；
故答案為：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183KJ/mol；
（2）2CO（g）=2C（s）+O2（g）（△H＞0、△S＜0）是一個焓增、熵減的反應(yīng)，任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行，所以無法消除CO的污染，
故答案為：不合理，該反應(yīng)焓增、熵減，任何條件下都不能自發(fā)進(jìn)行或該反應(yīng)△H＞0，△S＜0則△G＞0；
（3）A．平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，只與溫度有關(guān)，故增大催化劑與反應(yīng)物的接觸面積，平衡常數(shù)不變，故A錯誤；
B．升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，正，逆反應(yīng)速率都增大，故B錯誤；
C．這是一個氣體體積變化的反應(yīng)，密度不變相當(dāng)于濃度不變，故能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故C正確；
D．增大NO的濃度，CO反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，NO的轉(zhuǎn)化率減小，得不償失，故反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率都增大錯誤，故D正確；
故答案為：C；
（4）A．催化劑不會影響轉(zhuǎn)化率，只影響反應(yīng)速率，所以第②種催化劑和第①種催化劑對轉(zhuǎn)化率沒有影響，故A錯誤；
B．反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，增大壓強平衡向逆反應(yīng)方向移動，脫氮率減小，故B錯誤；
C．兩種催化劑分別在55℃和75℃左右催化效率最高，說明此時催化劑的活性最大，故C正確；
故答案為：C；
（5）①燃料電池正極通氧氣，故氧氣從口通入c，故答案為：c；
②Fe電極增重5.4g，說明析出銀是5.4g，則轉(zhuǎn)移電子是5.4g÷108g/mol=0.05mol，所以根據(jù)電子得失守恒可知，消耗氧氣是0.05mol÷4=0.0125mol，體積是0.0125mol×22.4L/mol=0.28L=280ml，故答案為：280．

點評 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡移動問題，化學(xué)平衡常數(shù)及影響因素，以及燃料電池，明確燃料電池中正負(fù)極上得失電子是解（5）題關(guān)鍵，題目難度不大．

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：選擇題

2．用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列說法正確的是（　�。�
A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，4.48 L重水（D2O）中含有的中子數(shù)為2NA
B．0.1mol乙烯和乙醇（C2H5OH，蒸汽）混合物完全燃燒所消耗的氧分子數(shù)一定為0.3NA
C．常溫常壓下，15g乙烷分子中含有的共價鍵數(shù)目為3NA
D．273K，101kPa下，14g乙烯與丙烯混合物中含有碳原子數(shù)目為3NA

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

2．部分中學(xué)化學(xué)常見元素原子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)如表所示：
元素結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
AA單質(zhì)是生活中的常見金屬，它有兩種氯化物，相對分子質(zhì)量相差35.5
BB原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的$\frac{1}{5}$
CC是常見化肥的主要元素，單質(zhì)常溫下呈氣態(tài)
DD單質(zhì)被譽為“信息革命的催化劑”，是常用的半導(dǎo)體材料
E通常情況下，E沒有最高正化合價，其單質(zhì)之一是空氣的一種主要成分
FF是周期表中元素原子半徑最小的，其單質(zhì)常溫下是密度最小的氣體
（1）A元素基態(tài)原子的外圍電子排布式為3d64s2．第一電離能的大小關(guān)系：C＞E（用＞或＜表示）．
（2）B與C形成的化合物的化學(xué)式為Mg3N2，它屬于離子（填“離子”或“共價”）化合物．
（3）①F與E可以形成原子個數(shù)比分別為2：1、1：1的兩種化合物X和Y，A的一種氯化物能加速Y的分解，寫出該過程的化學(xué)方程式2H2O2$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
②F與C組成的兩種化合物M和N所含的電子數(shù)分別與X、Y相等，則M的水溶液顯堿性，N的結(jié)構(gòu)式為．
（4）B～F各元素原子半徑由小到大的順序是Mg＞Si＞N＞O＞H  （用元素符號表示）．
（5A的兩種氯化物相互轉(zhuǎn)化的離子方程式：2FeCl2+Cl2=2FeCl3、Fe+2FeCl3=3FeCl2．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

19．氮氧化物、二氧化硫是造成大氣污染的主要物質(zhì)，某科研小組進(jìn)行如下研究．

（1）已知：寫出SO2（g）與NO2（g）反應(yīng)生成SO3（g）和NO（g）的熱化學(xué)方程式SO2（g）+NO2（g）=SO3（g）+NO（g）△H=-41.8kJ/mol．
（2）向容積為1L密閉容器中分別充入0.10mol NO2和0.15mol SO2，在不同溫度下測定同一時刻NO2的轉(zhuǎn)化率，結(jié)果如圖1所示．
①如圖2a、c兩點反應(yīng)速率大小關(guān)系：υ（a）＜υ（c）．（填“＞”、“＜”或“=”）
②溫度為T2時從反應(yīng)開始經(jīng)過2min達(dá)到b點，用SO3表示這段時間的反應(yīng)速率為0.025mol•L-1•min-1，此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.5，若在此溫度下，保持容器的容積不變，再向容器中充入0.20mol NO2和0.30mol SO2，NO2的轉(zhuǎn)化率不變．（填“增大”、“減小”或“不變”）
③NO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先增大后減小的原因是：溫度為T2，b點為平衡點，T2以前溫度升高，反應(yīng)速率加快，NO2轉(zhuǎn)化率增大，T2以后，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，轉(zhuǎn)化率減�。�
（3）常溫下用NaOH溶液吸收SO2，在吸收過程中，溶液pH隨n（SO32-）：n（HSO3-）變化關(guān)系如表：
n（SO32-）：n（HSO3-）91：91：19：91
pH8.27.26.2
①當(dāng)吸收液呈中性時，溶液中離子濃度由大到小排列順序為c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（SO32-）＞c（H+）=c（OH-）．
②當(dāng)向NaOH溶液中通入足量的SO2時，得到NaHSO3溶液，在pH為4～7之間電解，硫元素在陰極上被還原為Na2S2O4，這是電化學(xué)脫硫技術(shù)之一，寫出該陰極的電極反應(yīng)式2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

6．銅的硫化物可用于冶煉金屬銅．為測定某試樣中Cu2S、CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行如下實驗：
步驟1：在0.7500g試樣中加入100.00 mL 0.1200mol/L KMnO4的酸性溶液，加熱，硫元素全部轉(zhuǎn)化為SO42-，銅元素全部轉(zhuǎn)化為Cu2+，濾去不溶性雜質(zhì)．
步驟2：收集步驟1所得濾液至250 mL容量瓶中，定容．取25.00 mL溶液，用0.1000mol/L FeSO4溶液滴定至終點，消耗16.00 mL．
步驟3：在步驟2滴定所得溶液中滴加氨水至出現(xiàn)沉淀，然后加入適量NH4HF2溶液（使Fe、Mn元素不參與后續(xù)反應(yīng)），加入約1g KI固體（過量），輕搖使之溶解并發(fā)生反應(yīng)：2Cu2++4I-═2CuI↓+I2．用0.05000mol/L Na2S2O3溶液滴定至終點（離子方程式為2S2O32-+I2?2I-+S4O62-），消耗14.00 mL．
已知室溫下Ksp[Fe（OH）3】=2.6×10-39
（1）寫出Cu2S與KMnO4酸性溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu2S+2KMnO4+4H2SO4=K2SO4+2MnSO4+2CuSO4+4H2O
（2）步驟3中加入氨水的目的為除掉Fe3+，避免Fe3+與I-反應(yīng)，影響對Cu2+含量的測定；如果未加入氨水，則測得的Cu2+的物質(zhì)的量將偏高（填“偏高”“偏低”或“不變”），混合固體中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏低（填“偏高”“偏低”或“不變”）
（3）當(dāng)加入氨水使得溶液pH=2.0時，則溶液中c（Fe3+）=2.6×10-3mol/L，
（4）根據(jù)題中數(shù)據(jù)，計算混合固體中Cu2S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w（Cu2S）=42.7%CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w（CuS）=38.4%．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

16．有機(jī)酸種類繁多，廣泛分布于中草葯的葉、根、特別是果實中，是有機(jī)合成、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要原料，請回答下列有關(guān)問題：
（1）乙酸是合成乙酸乙酯的重要原料，制備原理如下：
CH3COOH（l）+C2H5OH（l）$?_{△}^{濃硫酸}$ CH3COOHC2H5（l）+H2O（l）△H=-8.62KJ/mol
已知：CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸點依次為118℃、78℃和77℃．在其他條件相同時，某研究小組進(jìn)行了多次實驗，實驗結(jié)果如圖所示：
①該研究小組的實驗?zāi)康氖翘骄糠磻?yīng)溫度、反應(yīng)時間對乙酸乙酯產(chǎn)率的影響．60℃下反應(yīng)40min與70℃下反應(yīng)20min相比，前者的平均反應(yīng)速率小于后者（填“小于”、“等于”或“大于”）．
②如圖所示，反應(yīng)時間為40min、溫度超過80℃時，乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是反應(yīng)可能已達(dá)平衡狀態(tài)，溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動；溫度過高，乙醇和乙酸大量揮發(fā)使反應(yīng)物利用率下降；
③利用此原理制得的乙酸乙酯粗品中常含有一定量的乙酸、乙醇以及微量的硫酸，提純時可向粗品中加入飽和碳酸鈉溶液進(jìn)行充分洗滌，分離出有機(jī)層，并加入無水硫酸鈉干燥，最后經(jīng)過過濾、蒸餾兩步操作即可得到純品．
（2）乙二酸俗名草酸（二元弱酸，結(jié)構(gòu)簡式：HOOC-COOH），被廣泛的應(yīng)用于抗生素類藥物的合成．
①實驗室中經(jīng)常利用酸性KMNO4溶液滴定法測其純度．已知草酸與酸性KMNO4溶液反應(yīng)過程有無色無味氣體產(chǎn)生，且KMNO4溶液紫色褪去，寫出草酸與酸性KMNO4溶液反應(yīng)的離子方程式2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
②資料表明：25℃時草酸的電離平衡常數(shù)Ka1=6.0×10-2；ka2=6.4×10-5，據(jù)此分析，室溫時草酸氫鉀（KHC2O4）水解反應(yīng)平衡常數(shù)Kb=1.7×10-13，（單位省略，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），其溶液中c（H2C2O4）小于c（C2O42-）（填“小于”、“等于”或“大于”）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

3．1915年諾貝爾物理學(xué)獎授予HenryBragg和LawrenceBragg，以表彰他們用X射線對晶體結(jié)構(gòu)的分析所作的貢獻(xiàn)．
（1）科學(xué)家通過X射線探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶體結(jié)構(gòu)相似，其中三種晶體的晶格能數(shù)據(jù)如表：
晶體NaClKC1CaO
晶格能/（kJ•mol-1）7867153401
四種晶體NaCl、KCl、MgO、CaO熔點由高到低的順序是MgO＞CaO＞NaCl＞KCl，Na原子核外有4  種不同的能級．
（2）科學(xué)家通過X射線推測膽礬中既含有配位鍵，又含有氫鍵，其結(jié)構(gòu)示意圖可簡單表示如圖，其中配位鍵和氫鍵均采用虛線表示．
①實驗證明，用蒸汽密度法測得的H2O的相對分子質(zhì)量比用化學(xué)式計算出來的相對分子質(zhì)量要大，原因是水分子間存在氫鍵，氫鍵會使水分子成為締合水分子，所以計算出來的相對分子質(zhì)量較大．
②SO42-中S原子的雜化類型是sp3，與其互為等電子體的離子有ClO4-、PO43-（任寫兩種）
③已知[Cu（ NH3）4]2+具有對稱的空間構(gòu)型，[Cu（ NH3）4]2+中的兩個NH3被兩個Cl-取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，用[Cu（NH3）4]2+的空間構(gòu)型為平面正方形
④寫出基態(tài)Cu2+的外圍電子排布式3d9；金屬鋼采用面心立方堆積方式，已知Cu原子的半徑為r pm，NA表示阿伏加徳羅常數(shù)，金屬銅的密度是$\frac{4×64}{{N}_{A}（2\sqrt{2}r×1{0}^{-10}）^{3}}$  g/cm3（列出計算式）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

20．常溫下，下列說法正確的是（　　）
A．pH=10的CH3COONa溶液中，水電離產(chǎn)生的c（OH-）=1×10-10mol•L-1
B．pH=a的氨水溶液，稀釋10倍（溶液體積變?yōu)樵瓉?0倍）后，其pH=b，則a＜b+1
C．pH=3的H2S溶液與pH=11的NaOH溶液任意比例混合：C（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HS-）
D．pH相同的①CH3COONa②NaHCO3③NaClO三種溶液的：c（Na+）大小順序為①＜②＜③

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

1．常溫下，下列關(guān)于溶液的說法不正確的是（　�。�
①加水稀釋FeCl3溶液，$\frac{c（F{e}^{3+}）}{c（C{l}^{-}）}$的值減小
②濃度均為0.1mol•L-l的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中：2c（Na+）=3[c（CO32-）+c（HCO3-）]
③向0.1mol•L-1的氨水中滴加等濃度的鹽酸，恰好中和時溶液的pH=a，則溶液中由水電離產(chǎn)生的c（OH-）=10-amol•L-1
④pH=3的醋酸溶液與pH=11的氫氧化鈉溶液等體積混合．反應(yīng)后所得溶液中：c（CH3COOH）＞c（CH3COO-）＞c（Na+）
⑤Na2S 稀溶液中：c（OH-）=c（H+）+c（ H2S）+c（ HS-）
A．②⑤B．①②⑤C．②③④⑤D．①②④

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