2012年始，霧霾天氣無(wú)數(shù)次肆虐家鄉(xiāng)邯鄲。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)�！鱄＜0
①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式                        
②若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是               （填代號(hào)）。

（2）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。
煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染。
已知：Ⅰ CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　△H＝－867 kJ/mol
Ⅱ 2NO2(g)N2O4(g)  △H＝－56.9 kJ/mol
Ⅲ H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
寫(xiě)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100mL1mol/L食鹽水,電解一段時(shí)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甲烷燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：                                          。
②電解后溶液的pH=        (忽略氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng))
③陽(yáng)極產(chǎn)生氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是       L

（1）①[CO2]2[ N2]/[ NO]2[CO]2② bd 
（2）CH4(g)+N2O4(g) =N2(g) +2H2O(g) + CO2(g) △H= —898.1kJ/mol
（3）①CH4 —8e— + 2H2O =CO2 + 8H+   ②14 ③ 1.68L

解析試題分析：（1）①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的書(shū)寫(xiě)規(guī)律：生成物平衡濃度系數(shù)次冪的積比反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次冪的積，寫(xiě)出[CO2]2[ N2]/[ NO]2[CO]2；②a、可逆反應(yīng)達(dá)平衡后正、逆速率相等且不再變化，由圖像知，t1時(shí)刻V正最大，隨反應(yīng)進(jìn)行速率發(fā)生變化，未到達(dá)平衡，錯(cuò)誤；b、該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，到達(dá)平衡后，溫度為定值，平衡常數(shù)不變，圖象與實(shí)際符合，正確；c、t1時(shí)刻后二氧化碳、NO的物質(zhì)的量發(fā)生變化，t1時(shí)刻未到達(dá)平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；d、隨著反應(yīng)的進(jìn)行NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減小，t1時(shí)刻N(yùn)O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，處于平衡狀態(tài)，正確；答案bd；
（2）已知：Ⅰ CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　△H＝－867 kJ/mol Ⅱ 2NO2(g)N2O4(g)  △H＝－56.9 kJ/mol Ⅲ H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH ＝ －44.0 kJ／mol，根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ-Ⅱ+Ⅲ×2得CH4(g)+N2O4(g) =N2(g) +2H2O(g) + CO2(g) △H= —898.1kJ/mol；
（3）①甲烷燃料電池中甲烷在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)酸性條件下生成CO2-和H2O，負(fù)極電極反應(yīng)式為CH4 —8e— + 2H2O =CO2 + 8H+ ，②根據(jù)題意知，n(NaCl)=0.1mol該電解過(guò)程為先電解飽和食鹽水，后電解水，根據(jù)電解方程式2Cl- + 2H2O  H2↑ + Cl2↑ + 2OH-，代入數(shù)據(jù)計(jì)算得n(OH-)=0.1mol，濃度為1mol/L，電解后溶液的pH=14；③n(NaCl)=0.1mol，電解產(chǎn)生氯氣的物質(zhì)的量為0.05mol，根據(jù)題意該電解過(guò)程為先電解飽和食鹽水，后電解水，電極反應(yīng)式為2H+ + 2e-=H2↑  2Cl- - 2e-=Cl2↑ 4OH- - 4e-=O2↑ + 2H2O，陰極產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)電子守恒可得：2n（H2）=2n（Cl-）+4n（O2）代入數(shù)據(jù)計(jì)算得n（O2）=0.025mol,陽(yáng)極共產(chǎn)生氣體0.075mol,體積為1.68L。
考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式書(shū)寫(xiě)、化學(xué)平衡圖象及平衡狀態(tài)的、蓋斯定律及熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、原電池及電解計(jì)算。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

空氣質(zhì)量與我們的健康息息相關(guān)，目前我國(guó)通過(guò)監(jiān)測(cè)6項(xiàng)污染物的質(zhì)量濃度來(lái)計(jì)算空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI），SO2、NO2和CO是其中3項(xiàng)中的污染物。
（1）上述3種氣體直接排入空氣后會(huì)引起酸雨的氣體有                        （填化學(xué)式）。
（2）早期人們?cè)?jīng)使用鉛室法生產(chǎn)硫酸，其主要反應(yīng)為：
SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g）
①若已知2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）  ΔH＝a kJ·mol－1
2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）    ΔH＝b kJ·mol－1
則SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g）  ΔH＝               kJ·mol－1。
②一定溫度下，向固定體積為2 L的密閉容器中充入SO2和NO2各1 mol，發(fā)生反應(yīng)：SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g）。下列事實(shí)中不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是         （選填序號(hào)）。
a．體系壓強(qiáng)保持不變          b．混合氣體的顏色保持不變
c．NO的物質(zhì)的量保持不變    d．每生成1 mol SO3的同時(shí)消耗1 mol NO2
③測(cè)得②中反應(yīng)5 min末到達(dá)平衡，此時(shí)容器中NO與NO2的體積比為3︰1，則這段時(shí)間內(nèi)SO2的反應(yīng)速率υ（SO2）＝               ，此反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K＝                          。
（3）甲醇日趨成為重要的有機(jī)燃料，通常利用CO和H2合成甲醇，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。今在一容積可變的密閉容器中，充有10 mol CO和20 mol H2，用于合成甲醇。CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度（T）、壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖所示：

①上述合成甲醇的反應(yīng)為                 反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。
②A、B、C三點(diǎn)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為                     。
③若將達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí)生成的甲醇用于構(gòu)成甲醇一氧氣燃料電池，電解質(zhì)溶液為KOH濃溶液，則該電池工作時(shí)正極的電極反應(yīng)式為                                                  ，理論上通過(guò)外電路的電子最多為                       mol。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景。
（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：
反應(yīng)Ⅰ： CO(g) ＋ 2H2(g)   CH3OH(g)              ΔH1
反應(yīng)Ⅱ： CO2(g) ＋ 3H2(g)   CH3OH(g)  +  H2O(g)   ΔH2
①下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）。

溫度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
 
由表中數(shù)據(jù)判斷ΔH1       0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。
②某溫度下，將2 mol CO和6 mol H2充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測(cè)得c(CO)＝ 0.2 mol／L，則CO的轉(zhuǎn)化率為        ，此時(shí)的溫度為        （從上表中選擇）。
（2）已知在常溫常壓下：
① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(l)  ΔH1＝－1451.6kJ／mol
② 2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g)  ΔH2＝－566.0kJ／mol
寫(xiě)出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：                       
（3）某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)如圖所示的電池裝置：

①該電池的能量轉(zhuǎn)化形式為              。
②該電池正極的電極反應(yīng)為              。
③工作一段時(shí)間后，測(cè)得溶液的pH減小，則該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為            。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

過(guò)度排放CO2會(huì)造成“溫室效應(yīng)”，為了減少煤燃燒對(duì)環(huán)境造成的污染，煤的氣化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑。煤綜合利用的一種途徑如圖所示。

（1）已知①C(s) ＋ H2O(g) = CO(g)＋H2(g)      ΔH1＝＋131.3 kJ·mol－1
②C(s) ＋ 2H2O(g) = CO2(g) ＋ 2H2(g) ΔH2＝＋90 kJ·mol－1
則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是   ________________________，
（2）用下圖原電池裝置可以完成過(guò)程⑤的轉(zhuǎn)化，該裝置b電極的電極反應(yīng)式是_______________________。

（3）在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件下，容積為V L的密閉容器中a mol CO與2a mol H2在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇：
CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示，則：

①p1________p2(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②在其他條件不變的情況下，向容器中再增加a mol CO與2a mol H2，達(dá)到新平衡時(shí)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
③在p1下，100 ℃時(shí)，CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)_______(用含a、V的代數(shù)式表示)。
（4）如圖表示CO2與H2反應(yīng)生成CH3OH和H2O的過(guò)程中能量(單位為kJ·mol－1)的變化：

關(guān)于該反應(yīng)的下列說(shuō)法中，正確的是________(填編號(hào))。
A．ΔH＞0，ΔS＞0              B．ΔH＞0，ΔS＜0
C．ΔH＜0，ΔS＜0              D．ΔH＜0，ΔS＞0
（5）為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，在體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，測(cè)得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示：

①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡，CO2的平均反應(yīng)速率v(CO2)＝________。
②下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是________(填編號(hào))。
A．升高溫度             B．將CH3OH(g)及時(shí)液化移出
C．選擇高效催化劑       D．再充入1 mol CO2和3 mol H2

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O2和CO2，負(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽，電池總反應(yīng)方程式為：C3H8 +5O2 = 3CO2+ 4H2O。
（1）已知： 2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l)    ?H1              
C(s) + O2(g) = CO2 (g)                  ?H2        
2C(s) + O2(g) = 2CO(g)                 ?H3            
則C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) ?H=                 （用?H1、?H2、?H3表示）
（2）寫(xiě)出該電池正極的電極反應(yīng)式：                               ，電池工作時(shí)CO32－移向      ；用該電池電解1000 mL 1mol/L的AgNO3溶液，此電解池的反應(yīng)方程式為                        ；當(dāng)電池消耗0．005 mol C3H8時(shí),被電解溶液的pH為         （溶液體積變化忽略不計(jì)）。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

（1） 8g液態(tài)的CH3OH在氧氣中完全燃燒，生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放出Q kJ的熱量。試寫(xiě)出液態(tài)CH3OH燃燒熱的熱化學(xué)方程式                             。
（2）在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，破壞舊化學(xué)鍵需要吸收能量，形成新化學(xué)鍵又會(huì)釋放能量。

化學(xué)鍵
H—H
N—H
N≡N
鍵能/kJ·mol－1
436
391
945
已知反應(yīng)N2＋3H2=2NH3　ΔH＝a KJ/mol。
試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計(jì)算a的數(shù)值為：               。
（3）已知：C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)  ΔH1＝－393.5 kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)  ΔH2＝－571.6 kJ/mol
2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)  ΔH3＝－2599 kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
                                                          。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

已知：①溶液中CrO42—顯黃色，Cr2O72-顯橙紅色
②PbCrO4難溶于水，也難溶于強(qiáng)酸
③H+(aq）+OH-（aq）=H2O(l）； ΔH=" —a" KJ/mol
3Cl2（g）+2Cr3+（aq）+16OH-(aq）=2CrO42-（aq）+6Cl-（aq）+8H2O(l)；ΔH="—b" KJ/mol
2CrO42-（aq）+2H+(aq）Cr2O72-（aq）+H2O(l）；ΔH="—c" KJ/mol
平衡常數(shù)K=9．5×104   （上述a、b、c均大于0）
對(duì)上述反應(yīng)⑤，取50mL溶液進(jìn)行試驗(yàn)，部分測(cè)定數(shù)據(jù)如下：

時(shí)間（s）
0
0．01
0．02
0．03
0．04
n （CrO42—）（mol）
0．01
8．0×10-4
5．4×10-4
5．0×10-4
 
n （Cr2O72—）（mol）
0
 
4．73×10-3
 
4．75×10-3
 
試回答下列問(wèn)題：
（1）0.02s到0.03s之間用Cr2O72-表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為               
下列說(shuō)法正確的（  ）
A、0.03s時(shí)V正（CrO42—）=2V逆（Cr2O72—）
B、溶液pH值不變說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)
C、溶液中c（CrO42—）：c（Cr2O72—）=2:1時(shí)該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)
D、反應(yīng)放熱2．5×10-3c KJ時(shí)CrO42—的轉(zhuǎn)化率為50％
E、升溫該反應(yīng)平衡常數(shù)變大
F、0．04s時(shí)加入足量的Pb（NO3)2 可使溶液由橙色變?yōu)辄S色
（3）0．03s時(shí)溶液的pH=         
（4）已知酸性條件下Cr2O72—將Cl-氧化為Cl2，本身被還原為Cr3+為放熱反應(yīng)，試寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                            

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

（1）在298K時(shí)，1molC2H6在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量1558．3 kJ。寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                                 。
（2）利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池：用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液，多孔石墨做電極，在電極上分別
通入乙烷和氧氣。通入乙烷氣體的電極應(yīng)為     極（填寫(xiě)“正”“負(fù)”）該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)
式是                                    
（3）如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中，石墨棒上的電極反應(yīng)式為                     ；如果起始時(shí)盛有1000mLpH=5的硫酸銅溶液（25℃，CuSO4足量），一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?，此時(shí)若要使溶液恢復(fù)到起始濃度（溫度不變，忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入         __________（填物質(zhì)名稱）。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

科學(xué)家利用太陽(yáng)能分解水生成的氫氣在催化劑作用下   與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開(kāi)發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知：H2(g)、CO(g)和CH3OH（1）的燃燒熱△H分別為-285.8 kJ．、一283.0 kJ和一726.5．kJ 。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）用太陽(yáng)能分解10mol H2O(1)消耗的能量是________kJ.
（2）甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為：
__________________________________________________________________________.
（3）在容積為2L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變的情況下，
考查溫度對(duì)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示（注：、均大于300℃）：

下列說(shuō)法正確的是_______________（填序號(hào)）
①溫度為時(shí)，從反應(yīng)開(kāi)始到反應(yīng)達(dá)到平衡，生成甲醇的平均速率為：

②該反應(yīng)在時(shí)的平衡常數(shù)比時(shí)的小
③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系的溫度從變到，達(dá)到平衡時(shí)增大
（4）在溫度時(shí)，將1mol CO2和3mol H2充入一密閉恒容容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO2的轉(zhuǎn)化率為a，則此時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為_(kāi)__________。
（5）在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為_(kāi)__________________;正極的反應(yīng)式為_(kāi)____________________________________.理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗lmol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為701.8kJ，則該燃料電池的理論效率為_(kāi)______________（燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比）。

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