化学反应原理练习卷
1.党的十九大报告指出:要持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战。当前空气质量检测的主要项目除了PM
2.5外，还有CO、SO2、氮氧化物(NO和NO2)、O3等气体。
（1）汽车尾气中含有NO 和CO气体，可利用催化剂对CO、NO进行催化转化反应:
2CO(g) +2NO(g) N2(g) +2CO2(g) △H
①已知下列热化学方程式:N2(g) +O2(g) =2NO(g) △H1 = + 180.5kJ/mol，2C(s) +O2(g) =2CO(g) △H2=-2210kJ/mol ，C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3=-393.5kJ/mol，则△H=_________。
②在一定温度下,将2.0molNO、2.4molCO气体通入到固定容积为2 L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如下图所示。在0~15min,以N2表示的该反应的平均速度v(N2)=________。若保持反应体系温度不变，20min 时再容器中充入NO、N2各0.4mol，化学平衡将_____移动 (填“向左”“向右”或“不”)。
（2）在相同温度下，两个体积均为1L 的恒容密闭容器中，发生CO、NO催化转化反应，有关物质的量如下表:
起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol
容器编号
NO CO N2CO2CO2
I 0.2 0.2 0 0 a
II 0.3 0.3 b 0.1 0.2
①容器I中平衡后气体的压强为开始时的0.875倍，则a=________。
②容器II平衡时的气体压强为p，用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数K 为________。
（3）汽车使用乙醇汽油并不能破少NO x的排放。某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag-ZSW-5对CO、NO 催化转化进行研究。测得NO 转化为N 2的转化率随温度CO 混存量的变化情况如图所示。
①在n(NO)/n(CO) =1条件下，最佳温度应控制在_______左右。
②若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为________。
③加入CO后NO转化为N2 的转化率增大的原因是_______ (用平衡移动的原理解释)。
（4）以NO2、O2、熔融NaNO3 组成的燃料电池装置如右图所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，则该电极反应式为_______。
答案： -746.5kJ·mol－ 1 0.013mol/（L·min）左 0.1 4/p 870K (860～880K 范围都可以) NO直接分解成 N2的反应是放热反应，升高温度不利于反应进行加入的CO与NO分解生成的O2反应，使NO分解平衡向生成N2的方向移动，因此NO转化率升高 NO2+NO3--e-=N2O5
2.研究发现，NO x和SO2是雾霾的主要成分。
Ⅰ. NO x主要来源于汽车尾气，可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。
已知：N2(g)＋O2(g)2NO(g)ΔH＝＋180 kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)ΔH＝－564 kJ·mol－1
（1）2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝_________，该反应在_______下能自发进行(填写：高温或低温或任意温度)
（2）T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程(0～15 min)中NO的物质的量随时间变化如上图所示。
①已知：平衡时气体的分压＝气体的体积分数×体系的总压强，T℃时达到平衡，此时体系的总压强为p=20MPa，则T℃时该反应的压力平衡常数K p＝_______；平衡后，若保持温度不变，再向容器中充入NO和CO2各0.3mol，
平衡将_____(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②15 min时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如图所示的变化，则改变的条件可能是__(填序号)
A.增大CO浓度
B.升温
C.减小容器体积
D.加入催化剂
Ⅱ. SO2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。
已知：亚硫酸：Ka1=2.0×10-2 Ka2=6.0×10-7
（3）请通过计算证明，NaHSO3溶液显酸性的原因：______________________________
（4）如上方图示的电解装置，可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为____________________；若通入的NO体积为4.48L(标况下)，则另外一个电极通入的SO2质量至少为________g。
答案：(1) －744 kJ·mol－1低温(2)0.0875(MPa)-1(或7/80(MPa)-1) 不 AC(3) HSO3-的水解常数K=Kw/Ka1=5.0×10-13 3.基于CaSO4为载氧体的天然气燃烧是一种新型绿色的燃烧方式，CaSO4作为氧和热量的有效载体，能够髙效低能耗地实现CO2的分离和捕获其原理如下图所示： (1)已知在燃料反应器中发生如下反应： i.CaSO4(g)+CH4(g)=4CaO(s)+CO2(g)+4SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=akJ/mol ii.CaSO4(s)+CH4(g)=CaS(s)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=bkJ/mol ⅲ. CaS(s)+3CaSO4(s)= 4CaO(s)+4SO2(g) ΔH3=ckJ/mol ①燃料反应器中主反应为_____________(填“i”“ ii”或“ⅲ”)。 ②反应i和ii的平衡常数K p与温度的关系如图1，则a_____________ 0(填“>”“ =”或“<”)；720℃时反应ⅲ的平衡常数K p=_________________。 ③下列措施可提高反应ii中甲烷平衡转化率的是______________ 。 A.增加CaSO4固体的投入量 B.将水蒸气冷凝 C.降温 D.增大甲烷流量 (2)如图2所示，该燃料反应器最佳温度范围为850℃-900℃之间，从化学反应原理的角度说明原因： ________________________。 (3)空气反应器中发生的反应为：CaS(s) +2O2(g)=CaSO4(s) ΔH4=dkJ/mol，根据热化学原理推测该反应为 __________________(填“吸热”或“放热”) 反应。 (4)该原理总反应的热化学方程式为_____________________________。 (5)25℃时，用Na2S沉淀Cu2+、Sn2+两种金属离子（M2+)，所需S2-最低浓度的对数值lgc(S2-)与lgc(M2+)的关系如右图所示，请回答： 25℃时向50mL的Sn2+、Cu2+浓度均为0.01 mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，当Na2S溶液加到150mL 时开始生成SnS沉淀，则此时溶液中Cu2+浓度为___________mol/L。 答案： (1)ii > 1.0×10-18 B (2)温度过低，反应速率较慢；温度较高，副反应增多(3)放热(4) CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=(b+d)kJ/mol或ΔH=(a-c+d)kI/mol(5) 2.5×10-13 4.利用H2S废气制取H2的方法有利于环保。 (l) H2S的电子式是____，H2S溶液中H2S、HS-，S2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示，H2S的电离平衡常数k a1= ___________ (2)利用H2S废气制取H2的方法有多种。 ①热化学硫碘循环法已知循环反应如下： H2S（g）+ H2SO4（aq）═S(s)+ SO2（g）+2 H2O（l）△H1=61 kJ/mol SO2（g）+I2（g）+2 H2O（l）=2HI（aq）+ H2SO4（aq）△H2=-151 kJ/mol 2HI（aq）= H2(g)+ I2（g）△H3=110kJ/mol 写出硫化氢气体分解为氢气和固体硫的热化学方程式_____。 ②高温热分解法 已知：H2S (g) =H2(g)+l/2S2（g），在恒温密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为cmol/L，测定H2S的转化率，H2S的平衡转化率与温度关系如图所示。据图可知：温度升高平衡常数K_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。若985℃时平衡常数K=0.04，则起始浓度c= ______mol/L 。 ③电化学法该法制氢过程的示意图如上图。循环利用的物质是____。反应池中化学反应方程式为______。电解池阳极电极反应式为____ 。 答案：(1) 10-7.24(2) H2S(g)==H2(g)+S(s) ΔH=20KJ·mol-1增大 0.018 FeCl3 2FeCl3+H2S==2FeCl2+S↓+2HCl Fe2+－e－==Fe3+ 5.铁及其化合物在工农业生产中有重要的作用。 （1）已知：①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol； ②C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H2=+172.5kJ/mol ③4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H3=-1651.0kJ/mol CO还原Fe2O3的热化学方程式为__________________________________________。 （2）高炉炼铁产生的高炉气中含有CO、H2、CO2等气体，用CO和H2在催化剂作用下合成甲醇，是减少污染、节约能源的新举措，反应原理：CO(g)+2H 2(g)CH3OH(g) △H。在体积不同的两个恒容密闭容器中分别充入1molCO和2mol H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图。 ①在上图A、B、C三点中，选出对应下表物理量最小的点。 反应速率平衡常数K 平衡转化率α _________ _________ _________ ②在300℃时，向C点平衡体系中再充入0. 5molCO、1.0molH2和0.5mol的CH3OH，该反应向_________方向进行（填“正反应”、‘逆反应”或“不移动”）。 ③一定温度下，CO的转化率与起始投料比[n(H2)/n(CO)]的变化关系图所示，测得D点氢气的转化率为40%，则x=_____________。 （3）三氯化铁是一种重要的化合物，可以用来腐蚀电路板。某腐蚀废液中含有0.5mol·L-1Fe3+和0.26mol·L-1的Cu2+，欲使Fe3+完全沉淀[c(Fe3+)≤4×l0-5]而Cu2+不沉淀，则需控制溶液pH的范围为_________。 [K sp Cu(OH)2=2.6×l0-19；K sp Fe(OH)3=4×l0-38] （4）莫尔盐，即六水合硫酸亚铁铵晶体，是一种重要的化工原料，在空气中缓慢风化及氧化，欲证明一瓶久置的莫尔盐已经部分氧化，需要进行实验操作是：取少量样品，加无氧水溶解，将溶液分成两份， ______________________________________，则证明该样品已部分氧化。 答案：(1)Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g）△H=-23.5 kJ/mol-1 (2) B C B 正反应 3(3) 3 ≤pH ＜5(4)向一份溶液中加入KSCN溶液，溶液变为血红色；向另一溶液中加入铁氰化钾溶液，产生特征蓝色沉淀 6.碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少PM2.5 的排放。已知如下信息: ①2CO(g)+2NO(g)2CO 2(g)+N2(g) △H1=- 748kJ/mol ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2 =-565kJ/mol （1）在一定条件下N2和O2会转化为NO，写出该反应的热化学方程式：______________。 （2）为研究不同条件对反应的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2moINO和0.3moICO，在催化剂存在的条件下发生反应D，10min时反应达到平衡，测得10min内v(NO)=7.5×10-3mol/(L?min)，则平衡后CO的转化率为_______________。 （3）其他条件相同，tmin时不同温度下测得NO的转化率如图(I)所示。A点的反应速率v正___(填“>”、“<”或“=”)v逆，A、B两点反应的平衡常数较大的是_______(填“A”或“B”)，理由是__________________。 （4）已知常温下: Ka(HNO2)=7.1×10-4mol/L；Kb(NH3·H2O)=1.7×10-5mol/L。0.1mol/LNH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是_________，常温下NO2-水解反应的平衡常数K=____。 （5）人工光合作用能够借助太阳能用CO2和水制备化学原料，图(II)是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，请写出催化剂b处的电极反应式:______________。 答案：(1)N2(g)+O2(g)===2NO(g) △H=+183kJ/mol(2) 50%(3) > A 正反应为放热反应，温度升高，平衡向左移动，K变小 (4) c(NO2-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) 1.4×10-11 (5) CO2+2e-+2H+ =HCOOH 7.汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气： （1）已知：2NO(g)+2CO(g)2CO 2(g)+N2(g) △H=﹣746.5kJ/mol 2C(s)+O 2(g)2CO(g) △H=﹣221 kJ/mol C(s)+O 2(g)CO2(g) △H=﹣393.5 kJ/mol 则N2(g)+O2(g)═2NO(g) △H= ____________ kJ/mol （2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO 的浓度如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 c（NO）/10-4mol/L 10.0 4.50 C1 1.50 1.00 1.00 c（CO）/10-3mol/L 3.60 3.05 C2 2.75 2.70 2.70 则C2较合理的数值为_________（填字母标号） A.4.20 B.4.00 C.2.95 D.2.85 （3）将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：H2O(g)+CO2(g) CO 2(g)+H2(g)得到如下三组数据： 实验组温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min H2O CO CO H2 i 650 2 4 2.4 1.6 5 ii 900 1 2 1.6 0.4 3 iii 900 a b C d 1 若a=2，b=1，则c=____，三组实验对应平衡常数的关系K(i)_____ K(ii) _____ K(iii)（填“＞”、“＜”或“=”）。 （4）控制反应条件，CO和H2可以用来合成甲醇和二甲醚，其中合成二甲醚的化学方程式为： 3H 2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)，在相同条件下合成二甲醚和合成甲醇的原料平衡转化率随氢碳比 的变化如图所示： ①合成二甲醚的最佳氢碳比为__________。 ②甲醇使用不当会导致污染，可用电解法消除这种污染。其原理是电解CoSO4、稀硫酸和CH3OH的混合溶液，将Co2+氧化为Co3+，Co3+再将CH3OH氧化成CO2，Co3+氧化CH3OH的离子方程式为_________。 答案：(1) +180.5(2)D (3)0.6 > = (4) 1.0 6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+ 8.以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点，但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。 （1）以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应： 主反应：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H=+49 kJ?mol-1 副反应：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41 kJ?mol-1 ①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，则该反应的化学方程式为_______________，既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是_________________________。 ②分析适当增大水醇比（nH2O∶nCH3OH）对甲醇水蒸气重整制氢的好处________________。 ③某温度下，将nH2O∶nCH3OH =1∶1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为p1，反应达到平衡时总压强为p2，则平衡时甲醇的转化率为_________________________。（忽略副反应） （2）工业常用CH4 与水蒸气在一定条件下来制取H2，其原理为： CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+203kJ·mol-1 ①该反应的逆反应速率表达式为； V逆=k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下，测得实验数据如表： CO浓度 （mol·L -1） H2浓度（mol·L- 1） 逆反应速率(mol·L-1·min-1) 0.05 C1 4.8 c2 C1 19.2 c2 0.15 8.1 由上述数据可得该温度下，上述反应的逆反应速率常数k 为__________L3·mol-3·min-1。 ②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol 的CH4和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图2所示，则压强P l___P2（填“大于”或“小于”）温度T3___T4（填“大于”或“小于”）；压强为P1时，在N点；v正_____v逆（填“大于”或“小于”或“等于”）。求N点对应温度下该反应的平衡常数K=_______。 答案：(1) CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH = +90 kJ·mol-1升高温度提高甲醇的利用率，有利于抑制CO的生成（﹣1）×100% (2). 1.2×104大于小于大于 48 mol2·L-2 9.Na2SO3是一种重要的还原剂，I2O5是一种重要的氧化剂，二者都是化学实验室中的重要试剂。 (1)已知:2Na2SO3 (aq)+O2(aq)==2Na2SO4(aq) △H =m kJ·mol-1 ，O2(g)O2(aq) △H =n kJ·mol-1 ，则 Na2SO3溶液与O2(g)反应的热化学方程式为______________________________。 (2)Na2SO3的氧化分富氧区和贫氧区两个阶段，贫氧区速率方程为v=k·c a(SO32-)·c b(O2)，k为常数。 ①当溶解氧浓度为4.0 mg/L(此时Na2SO3的氧化位于贫氧区)时，c(SO32-)与速率数值关系如下表所示，则 a=____。 c(SO32-)×103 3.65 5.65 7.65 11.65 V×10610.2 24.4 44.7 103.6 ②两个阶段的速率方程和不同温度的速率常数之比如下表所示。已知1n(k2/k1)=E a/R(1/T2-1/T1)，R 为常数，则 E a(富氧区)______(填“>”或“<”)E a(贫氧区)。 反应阶段速率方程k(297.0K)/k(291.5K) 富氧区v= k·c(SO32-)·c(O2) 1.47 贫氧区v= k·c a(SO32-)·c b(O2) 2.59 (3)等物质的量的Na2SO3和Na2SO4混合溶液中，c(SO32-) +c( HSO3-)______(填“>”“<”或“=”)c(SO42-)。 (4)利用I 2O5可消除CO 污染，其反应为I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)，不同温度下，向装有足量I2O5固体的2 L 恒容密闭容器中通入2 mol CO，测得CO2气体的体积分数φ(CO2) 随时间t的变化曲线如图所示。 ①从反应开始至a点时的平均反应速率v(CO)=__________。 ②b点时，CO的转化率为_____________。 ③b点和d点的化学平衡常数:K b____(填“ >”“<”或“=” )K d，判断的理由是________。 答案:(1)2Na2SO3(aq)+O2(g)=2Na2SO4(aq) ΔH=(m+n)kJ/mol(2)2 < (3) < (4)0.6mol/(L·min) 80% > 其他条件相同时，曲线II 先达到平衡，温度高于曲线I的，说明温度升高CO2的产率降低，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小 10.充分利用碳的氧化物合成化工原料，既可以减少环境污染和温室效应，又能变废为宝。 Ⅰ．CO2的综合利用是解决温室效应及能源问题的有效途径。 (1)O2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。已知CH3OH、H2的燃烧热分别为△H1=-akJ·mol-1、 △H2=-bkJ·mol-1，且1mol水蒸气转化为液态水时放出ckJ的热量。 则CO 2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=___________kJ·mol-1。 (2)对于CO 2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)．控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇产率的影响如图所示。由图可知获取CH3OH最适宜的温度是______，下列有利于提高CO2转化为CH3OH 的平衡转化率的措施是___________。 A．使用催化剂 B．增大体系压强 C．增大CO2和H2的初始投料比 D．投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度 Ⅱ．CO是合成尿素、甲酸的原料。 (3)合成尿素的反应：2NH 3(g)+CO(g)CO(NH2)2(g)+H2(g)△H=-81.0kJ·mol-1。 ①T℃时，在体积为2L的恒容密闭容器中，将2molNH3和1molCO混合发生反应，5min时，NH3的转化率为80%。则0～5min内的平均反应速率为v(CO)=___________。 ②已知： 温度/K 398 498 … 平衡常数/K 126.5 K1… 则：K1___________126.5(填“＞”或“<”);其判断理由是___________。 (4)通过人工光合作用可将CO转化成HCOOH。 ①已知常温下，浓度均为0.1mol·L-1的HCOOH和HCOONa混合溶液pH=3.7,则HCOOH的电离常数K a的值为___________ (已知lg2=0.3)。 ②用电化学可消除HCOOH对水质造成的污染，其原理是电解CoSO4、稀硫酸和HCOOH混合溶液，用电解产生的Co3+将HCOOH氧化成CO2。Co3+氧化HCOOH的离子方程式为___________;忽略体积变化，电解前后 Co2+的浓度将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。 答案：(1) a-3b+c (2). 250℃ BD (3)0.08mol·L-1·min-1 < 合成尿素的反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,K 减小 (4) 2×10-4 2Co3++HCOOH=CO2↑+2Co2++2H+不变 11.氮气是制备含氮化合物的重要原料，而含氮化合物的用途广泛。回答下列问题： （1）两个常见的固氮反应为： N 2(g)+O2(g)2NO(g) (Ⅰ) N 2(g)+3H2(g)2NH3(g) (Ⅱ) ①气相反应中，某物质A 的组成习惯用分压p(A)代替浓度c(A)，相应的平衡常数用K p表示。反应（Ⅰ）的平 衡常数表达式K p=_________________。 ②反应（Ⅱ）在不同温度下的平衡常数K p如下表： 温度/K 298 473 673 K p62(KPa)-2 6.2×10-5(KPa)-2 6.0×10-8(KPa)-2 则反应(Ⅱ) 的ΔH________0（填“＞”、“＜”或“=”） （2）合成氨工业中原料气所含的少量CO对合成塔中的催化剂有害，可由“铜洗”工序实现对原料气精制。有关反应的化学方程式如下：[Cu(NH 3)2]Ac(aq)+CO(g) +NH3(g) [Cu(NH3)3] ]Ac·CO(aq)ΔH=-35 kJ·mol-1，用化学平衡移动原理分析该工序生产的适宜条件为___________。 （3）氨气是工业制硝酸的主要原料。T℃时，NH3和O2可能发生如下反应： ①4NH 3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H= -907kJ?mol-1 ②4NH 3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H= -1269kJ?mol-1 其中②是副反应。若要减少副反应，提高NO的产率，最合理的措施是___________________； T℃时N2和O2反应生成NO的热化学方程式为________________________________。 （4）生产和实验中常采用甲醛法测定铵盐的含氢量。反应原理如下：4NH4++6HCHO==(CH2)6N4H+（一元酸）+3H++6H2O，实验步骤如下： ①取铵盐样品溶液a mL，加入稍过量的甲醛溶液（已除去其中的酸），静置1分钟； ②滴入1-2滴酚酞溶液，用cmol·L-1的氢氧化钠溶液滴定至溶液呈粉红色且半分钟内不褪去为止，记录消耗氢氧化钠溶液的体积； ③重复以上操作2 次，三次实验平均消耗氢氧化钠溶液VmL。 则样品中的含氮量为____mg·L-1；下列铵盐不适合用甲醛法测定含氮量的是______（填标号）。 a.NH4HCO3 b. (NH4)2SO4 c.NH4Cl d.CH3COONH4 答案：(1) < (2)低温、加压 (3)使用合适的催化剂 N2(g)+O2(g)= 2NO(g)△H=+181kJ?mol-1 (4) a 12. “低碳经济”备受关注，二氧化碳的回收利用是环保和能源领域研究的热点课题。 （1）已知：①CO(g)+H 2O(g)H2(g)+CO2(g)△H=-41kJ·mol-1 ②CH 4(g)C(s)+2H2(g)△H=+73kJ·mol-1 ③2CO(g)C(s)+CO 2(g)△H=-171kJ·mol-1 写出CO2与H2反应生成CH4和水蒸气的热化学方程式：_________________________。 （2）CO 2与H2在催化剂作用下可以合成二甲醚，反应原理如下：2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H。某温度下，向体积为2L的密闭容器中充入CO2与H2，发生上述反应。测得平衡混合 物中CH3OCH3(g)的体积分数[φ(CH3OCH3) 与起始投料比 Z[Z= () ()2 2 n H n CO ]的关系如图1所示;CO2的平衡转化率(a) 与温度(T)、压强(p)的关系如图2所示。 ①当Z=3时，CO2的平衡转化率a=__________%。 ②当Z=4时，反应达到平衡状态后,CH3OCH3的体积分数可能是图1中的_________点(填"D"、"E"或“F")。 ③由图2可知该反应的△H_______0(选填“>”、“<“或“=”，下同)，压强p1、p 2、p3由大到小的顺序为__________。 ④若要进一步提高H2的平衡转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有 ________________( 任写一种)。 （3）我国科研人员研制出的可充电"Na-CO2"电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”CO2,其工作原理如图3所示。 ①放电时，正极的电极反应式为____________________。 ②若生成的Na2CO3和C全部沉积在正极表面，当正极增加的质量为28g时，转移电子的物质的量为__________。 ③可选用高氯酸钠-四甘醇甲醚作电解液的理由是________________________。 答案（1）CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=-162 kJ·mol-1（2）75 F < p1>p2>p3将二甲醚从体系中分离或增大n(CO2)∶n(H2)（3） 3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C 0.5mol 导电性好、与金属钠不反应、难挥发等(答案合理即 给分) 13.MnO2可作氧化剂、催化剂和干电池中的去极化剂，通过图1装置焙烧MrCO3可以制取MnO2。 已知：2MnO(s)+O2(g)=2MnO2(s) △H1=a kJ.mol-l MnCO3 (s)=MnO(s)+CO2 (g) △H2=b kJ.mol-l 回答下列问题： （1）写出图1装置中制取MnO2的热化学方程式：__________(△H用含a、b的代数式表示)。 （2）一定条件下，在1L恒容密闭容器中，该反应达到化学平衡时，CO2与O2的物质的量之比为m，氧气的物质的量为2 mol，则化学平衡常数K=__________。 （3）用真空抽气泵不断抽气的目的是___________（从化学平衡的角度回答）。 （4）某科研小组对碳酸锰与空气反应制备二氧化锰的条件（焙烧温度和气氛）进行了研究，获得三幅图（如图所示）。 ①制备时焙烧温度为________，气氛条件为________。 ②图2中是在常压(0.1 MPa)下获得的数据，试在图2中用虚线画出10 MPa下反应温度与转化率的关系图。__________________ 答案：（1）2MnCO3(s)+O2(g)=2MnO2(s)+2CO2 (g) △H=(a+2b) kJ/mol（2）2rn2（3）减小CO2的浓度，使平衡正向移动，提高MnCO3转化率（4） 350℃左右（或325～375℃）湿空气，其中水分含量为30%左右（或水分含量为 20%～40%） 14.为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。 （1）在汽车排气管内安装催化转化器，可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。已知：①?H=180.5kJ·②C和CO的燃烧热（?H）分别为-393.5kJ·和- 283kJ·，则2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）?H=_____kJ· （2）将0.20molNO和0.10molCO充入一个容积为1L的密闭容器中，反应过程中物质浓度变化如图所示。 ①CO在0—9min内的平均反应速率=__________ mol·L-1·（保留两位有效数字）；第12min 时改变的反应条件可能为_________。 A.升高温度 B.加入NO C.加催化剂 D.降低温度 ②该反应在第18min时又达到平衡状态，此时的体积分数为________（保留三位有效数字），化学平衡常数K=____________（保留两位有效数字）。 （3）通过人工光合作用能将水与燃煤产生的转化为HCOOH和。已知常温下0.1mol·的HCOONa溶液pH=10，则HCOOH的电离常数K a=__________。 答案：(1)-746.5 (2)4.4×10-3 D 22.2% 3.4(3) 1.0×10-7
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