（14分）運用化學反應(yīng)原理分析解答以下問題
（1）已知： ①CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g)              △Hl= －91kJ·mol－l
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2= －24 kJ·mol－l                ③CO(g) +H2O(g)  CO2(g)+H2(g)       △H3= －41 kJ·mol－l
且三個反應(yīng)的平衡常數(shù)依次為K1、K2、K3
    則反應(yīng) 3CO(g) +3H2(g)       CH3OCH3(g) +CO2(g) △H=               .
化學平衡常數(shù)K=        （用含K1、K2、K3的代數(shù)式表示）。
（2）一定條件下，若將體積比為1:2的CO和H2氣體通入體積一定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)
         3CO(g) +3H2(g)      CH3OCH3(g) +CO2(g)，下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)是         。
a．體系壓強保持不變    B．混合氣體密度保持不變
c． CO和H2的物質(zhì)的量保持不變       d．CO的消耗速度等于CO2的生成速率
（3）氨氣溶于水得到氨水。在25℃下，將x mol．L－l的氨水與y mol．L－1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液顯中性，則c(NH4+)____c（Cl－）（填“>”、“<”、“=”）；用含x和y的代數(shù)式表示出氨水的電離平衡常數(shù)             .
（4）科學家發(fā)明了使NH3直接用于燃料電池的方法，其裝置用鉑黑作電極、加入電解質(zhì)溶液中，一個電極通入空氣，另一電極通入NH3。其電池反應(yīng)式為：4NH3+3O2 = 2N2+6H2O，電解質(zhì)溶液應(yīng)顯           （填“酸性”、“中性”、“堿性”），
寫出正極的電極反應(yīng)方程式                .

（每空2分，共14分）
(1)-247KJ·mol－１　　　K12·K2·K3
      (2)a·c
(3) =     K=  mol·L-1
      (4)堿性     O2+2H2O+4e－＝4OH－

解析試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律得3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g) △H=①×2+②+③=△Hl×2+△H2+△H3=-247KJ·mol－１，平衡常數(shù)K= K12·K2·K3
（2）a、容器體積固定，3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g)是反應(yīng)前后氣體壓強發(fā)生改變的可逆反應(yīng)，所以體系壓強保持不變時達平衡狀態(tài)，正確；b、容器體積固定，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，得氣體的密度始終不變，所以不能作為平衡狀態(tài)到達的標志，錯誤；c、反應(yīng)開始時，CO和H2的物質(zhì)的量一直減少，當CO和H2的物質(zhì)的量保持不變，不再減少時證明已達平衡狀態(tài)，正確；d、CO的消耗速率任何狀態(tài)都不等于CO2的生成速率，錯誤，答案選ac；
（3）根據(jù)電荷守恒定律，鹽酸與氨水混合后的溶液顯中性，則c(H＋)=c（OH－），c(Cl-)+ c（OH－）=c(NH4+)+c(H＋)，所以c(Cl-)=c(NH4+)；在25℃下，中性溶液中c(H＋)= c（OH－）=1×10-7mol/L，若鹽酸與氨水的濃度相等，則等體積混合后生成氯化銨溶液顯酸性，而實際溶液顯中性，說明氨水的濃度大于鹽酸的濃度，氨水過量，設(shè)二者的體積均為1L，與鹽酸反應(yīng)完剩余氨水的物質(zhì)的量（x-y）mol，一水合氨的濃度為（x-y）/2mol/L，c(NH4+)=c(Cl-)=y/2mol/L，則氨水的電離平衡常數(shù)K= c（OH－）c(NH4+)/ c(NH3·H2O)= 1×10-7mol/L×y/2mol/L/（x-y）/2mol/L= mol·L-1，
（4）根據(jù)電池反應(yīng)式為：4NH3+3O2 =2N2+6H2O，判斷氨氣發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，氨氣失電子成為氮氣和氫離子，所以電解質(zhì)溶液應(yīng)顯堿性，產(chǎn)物中才能生成水；因為電解質(zhì)溶液為堿性，所以正極是氧氣的還原反應(yīng)，氧氣得電子與水結(jié)合生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e－＝4OH－
考點：考查蓋斯定律的應(yīng)用 ，化學平衡狀態(tài)的判斷，化學平衡常數(shù)的計算，原電池反應(yīng)原理的應(yīng)用

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（9分）（1）肼(N2H4)又稱聯(lián)氨，在常溫下是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。已知在101kPa時，1gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣和H2O，放出19.5kJ熱量(25℃時)，表示N2H4燃燒熱的熱化學方程式是____________________________________________________。
（2）肼－空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空氣燃料電池放電時：正極的電極反應(yīng)式：__________________；負極的電極反應(yīng)式：_______________。
（3）下圖是一個電解過程示意圖。

①鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)式是：_____________________________。
②假設(shè)使用肼－空氣燃料電池作為該過程中的電源，銅片質(zhì)量變化為128g，則肼－空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣________L(假設(shè)空氣中氧氣體積分數(shù)為20%)。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（15分）二甲醚（DME）和甲醇是21世紀應(yīng)用最廣泛的兩種清潔燃料，目前工業(yè)上均可由合成氣在特定催化劑作用下制得。
（1）由合成氣制備二甲醚的主要原理如下：
已知：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)            △H1＝－90.7 kJ·mol－1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)     △H2＝－23.5 kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)        △H3＝－41.2 kJ·mol－1
則反應(yīng)3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的△H＝      kJ·mol-1。
（2）將合成氣以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反應(yīng)器中，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，其中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強變化關(guān)系如圖所示：

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為       ；P1、P2、P3由大到小的順序為       。
②若反應(yīng)在P3和316℃時，起始時n(H2)/n(CO)=3，則達到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率     50％（填“大于”、“小于”或“等于”)。
（3）由合成氣合成甲醇的反應(yīng)的溫度與平衡常數(shù)（K）的關(guān)系如表數(shù)據(jù)，


250℃時，將2 molCO和6 molH2充入2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)時間與物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖所示，則前10分鐘內(nèi)，氫氣的平均反應(yīng)速率為     ；若15分鐘時，只改變溫度一個條件，假設(shè)在20分鐘時達到新平衡，氫氣的轉(zhuǎn)化率為33.3%，此時溫度為      （從上表中選），請在圖中畫出15—25分鐘c (CH3OH)的變化曲線。
（4）利用甲醇液相脫水也可制備二甲醚，原理是：CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O，CH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。與合成氣制備二甲醚比較，該工藝的優(yōu)點是反應(yīng)溫度低，轉(zhuǎn)化率高，其缺點是        。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

隨著科學技術(shù)的進步，人們研制了多種甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，以滿足不同的需求。
（1）有一類甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，需將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣，兩種反應(yīng)原理是
A、CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g)        ΔH＝＋49.0kJ/mol
B、CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)     ΔH＝－192.9kJ/mol
又知H2O(l)＝H2O(g)  ΔH＝＋44 kJ/mol，請寫出32g的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式                                  。
（2）下圖是某筆記本電腦用甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。則c電極是        （填“正極”或“負極”），
c電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是                     。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（16分）汽車尾氣是城市空氣的主要污染物之一，其主要有害成分是CO、氮氧化物（NOx）等。
（1）NOx產(chǎn)生的原因之一是汽車發(fā)動機工作時引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化值如右圖所示，

則：N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H=　　  。
（2）汽車尾氣中CO、NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。某研究小組在實驗室用某新型催化劑對CO、NO催化轉(zhuǎn)化進行研究，測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度、CO混存量的變化情況如下圖一。

① NO與CO混存時，相互反應(yīng)的化學方程式為                              。
② 1000K，n(NO)/n(CO)=5:4時，NO的轉(zhuǎn)化率為75%，則CO的轉(zhuǎn)化率約為       。
③ 由于n(NO)/n(CO)在實際過程中是不斷變化的，保證NO轉(zhuǎn)化率較高的措施是將溫度大約控制在              K之間。
（3）汽車尾氣中NOx有望通過燃料電池實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。已經(jīng)有人以 NO2、O2和熔融NaNO3制成了燃料電池，其原理如圖二。
① 圖中石墨Ⅱ為電池的             極。
② 在該電池使用過程中，石墨I電極上的產(chǎn)物是氧化物Y，其電極反應(yīng)式為      。
（4）甲醇也可用于燃料電池。工業(yè)上采用反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0合成甲醇。
① 在恒容密閉反應(yīng)器中，H2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)
系如圖三所示，則A、B、C三點處對應(yīng)平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的
大小關(guān)系為        。

② 某高溫下，將6molCO2和8molH2充入2L密閉容器中發(fā)生
反應(yīng)，達到平衡后測得c(CO2)=2.0mol·L-1，則該溫度下反應(yīng)的平
衡常數(shù)值為      。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

(17分)合成氨工業(yè)上常用下列方法制備H2：
方法：
方法：

試計算25℃時由方法②制備l000g H2所放出的能量為_________ kJ。
（2）在一定的條件下，將C(s)和H2O(g)分別加入甲、乙兩個密閉容器，發(fā)生反應(yīng)：
其相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

①T1_________T2（填“>”、“=”或“<”）；
T1℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K="_________" 。
②乙容器中，當反應(yīng)進行到1.5min時，H2O(g)的物質(zhì)的量濃度范圍是_________。
③一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的是_________。
A．
B．混合氣體的密度保持不變

D．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
④某同學為了研究反應(yīng)條件對化學平衡的影響，測得逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示：

可見在t1、t3、t5、t7時反應(yīng)都達了到平衡狀態(tài)，如果t2、t4、t6、t8時都只改變了一個反應(yīng)條件，則從t1到t8哪個時間段H2O (g)的平衡轉(zhuǎn)化率最低_________，t4時刻改變的條件是__________。
⑤在25 ℃時，c mol/L，的醋酸與0.02mol/L NaOH溶液等體積混合后溶液剛好呈中性，
用含c的代數(shù)式表示CH3COOH的電離常數(shù)Ka=_________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（I）保護環(huán)境已成為當前和未來的一項全球性課題。為解決目前燃料使用過程中的環(huán)境污染問題，并緩解能源危機，有的專家提出利用太陽能促使燃料循環(huán)使用的構(gòu)想，如圖所示：

請回答下列問題：
(1)過程Ⅰ的能量轉(zhuǎn)化形式為________能轉(zhuǎn)化為________能。
(2)上述轉(zhuǎn)化過程中，ΔH1和ΔH2的關(guān)系是________。
(3)斷裂1 mol化學鍵所需的能量見下表：

共價鍵
H—N
H—O
N≡N
O＝O
斷裂1 mol化學鍵所需能量/(kJ·mol－1)
393
460
941
499
常溫下，N2與H2O反應(yīng)生成NH3的熱化學方程式為_______________________。
(II)在一試管中加入0.01mol/L的KMnO4酸性溶液和0.1mol/LH2C2O4溶液，在恒溫下發(fā)生如下反應(yīng)：
2KMnO4+5 H2C2O4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O。5分鐘后測得Mn2+的濃度為0.004mol/L；
（4）試計算0—5分鐘內(nèi)，υ(H2C2O4)＝____________。
(5)如果反應(yīng)從開始進行一段時間后，速率—時間圖像如圖：。試解釋t1—t2，t2—t3速率變化的原因。______________________________________________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

下圖是紅磷P（s）和Cl2反應(yīng)生成（圖中的表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)）。根據(jù)下圖回答下列問題：

（1）的熱化學方程式為                                 。
（2）=        KJ·mol-1
（3）研究表明，化學反應(yīng)的能量變化（△H）與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)。鍵能可以簡單地理解為斷開1mol化學鍵時所需吸收的能量，表1所列是部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)。
表1部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)

化學鍵
P-P
P-O
O=O
P=O
鍵能/（kJ·mol-1）
198
360
498
x
 
已知1mol白磷（結(jié)構(gòu)如下圖所示，分子式為P4）完全燃燒生成P4O10（結(jié)構(gòu)如下圖）放出2982KJ熱量，則表中：x=         。
 （P4O10）

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

乙醇汽油含氧量達35%,使燃料燃燒更加充分,使用車用乙醇汽油，尾氣排放的CO和碳氫化合物平均減少30%以上,有效的降低和減少了有害的尾氣排放。但是汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，對NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。NOx排入空氣中，形成酸雨，造成空氣污染。NOx中有一種紅棕色氣體，其溶于水的方程式是       。
（2）已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和。

物質(zhì)
NO2
N2O4
化學鍵
    N＝O
N—N
 N＝O
鍵能（kJ/mol）
466
167
438
 
寫出NO2轉(zhuǎn)化N2O4的熱化學方程式       。
（3）研究人員在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化劑，可有效降低NOx的排放。
① 寫出用CO還原NO生成N2的化學方程式       。
② 在實驗室中模仿此反應(yīng)，在一定條件下的密閉容器中，測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況和n (NO)/n(CO)比例變化情況如下圖。

為達到NO轉(zhuǎn)化為N2的最佳轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該選用的溫度和n(NO)/n(CO)比例分別為       、       ；該反應(yīng)的?H       0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）用 CxHy(烴)催化還原NOx也可消除氮氧化物生成無污染的物質(zhì)。CH4與NO發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為       。

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