1、填空题 SO2和NOx在化学工业上有重要用途,也是大气污染的主要来源,开发和利用并重,预防和治理并举是当前工业上和环境保护领域研究的主要课题之一。
(1)在接触法制硫酸的过程中,发生2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) △H<0反应,某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图所示,根据图示回答下列问题:

①平衡状态由A到B时,平衡常数K(A) K(B)(填“>”、“<”或“=”);
②将2.0molSO2和1.0molO2置于10L的密闭容器中,若40s后反应达到平衡,此时体系总压强为0.10MPa,这一段时间内SO2的平均反应速率为 。
该反应的平衡常数为 。
(2)用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染,例如:CH4(g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol—1
CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol—1
取标准状况下4.48LCH4并使之完全反应:
①若将NO2还原至N2,整个过程中转移电子的物质的量为 ;
②若还原NO2和NO的混合物,放出的总热量Q的取值范围是 。
参考答案:(1)①=;(1分)②0.0040mol·L-1·s-1,800L·mol-1;(共4分,各2分,无单位或错误扣1分)(2)①1.6mol(2分,无单位扣1分)②173.4kJ<Q<232kJ(3分)
本题解析:(1)平衡常数只受温度的影响,温度不变,则压强不变,平衡状态由A变到B时,则k(A)=k(B);(2)由图象知,体系总压强为0.10MPa时SO2的平衡转化率为0.8,则
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
起始:2.0mol 1.0mol 0
转化:1.6mol 0.8mol 1.6mol
平衡:0.4mol 0.2mol 1.6mol
则平衡时:c(SO2)=0.04mol/L,c(O2)=0.02mol/L,c(SO3)=0.16mol/L,SO2的平均反应速率为1.6mol/10L/40s=0.0040mol·L-1·s-1,K=c(SO3)2/c(SO2)2·c(O2)=(0.16)2/(0.04)2×0.02=800;(2)①CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H="-1160kJ/mol" 利用盖斯定律将①+②/2可得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-867kJ/moln(CH4)=4.48L/22.4L/mol=0.2mol,整个过程中转移的电子总数为:0.20mol×8=1.60mol,放出的热量为:0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ。②上述可知,若反应物中全部是为二氧化氮,放出的热量为173.4kJ。根据盖斯定律可据算出若全部为一氧化氮放出热量为232kJ,故放出的热量范围是173.4kJ<Q<232kJ。
考点:盖斯定律,化学平衡常数,化学平衡。
本题难度:困难
2、填空题 (15分)
(1)已知:
甲醇制烯烃反应①:2CH3OH(g)=C2H4 (g)+2H2O(g)?△H1=-29.0 KJ·mol-1
甲醇脱水反应②:2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)?△H2=-24.0 KJ·mol-1
乙醇异构化反应③:CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g))?△H3=+50.8 KJ·mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的?△H= KJ·mol-1
(2)在精制饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打(NaHCO3),并提取氯化铵作为肥料或进一步提纯为工业氯化铵。
①写出上述制备小苏打的化学方程式:__________________________________。
②滤出小苏打后,母液提取氯化铵有两种方法:Ⅰ、通入氨,冷却、加食盐,过滤;Ⅱ、不通氨,冷却、加食盐,过滤。其中方法Ⅰ析出的氯化铵的纯度更高,其原因是 。而方法Ⅱ的优点是其滤液可以 。
(3)铅及其化合物可用于蓄电池,耐酸设备及X射线防护材料等。PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为 :PbO2也可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式 ,电解液中加入Cu(NO3)2的原因是 。
参考答案:(14分) (1)-45.8
(2) ①NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl ②母液中含有氯化铵,通入氨,冷却、加食盐,有利于氯化铵的析出;直接循环使用
(3)PbO+ClO-= PbO2+Cl- Pb2++2H2O-2e- = PbO2↓+ 4H+
如果不加入硝酸铜,阴极会发生Pb2++2e- ="Pb↓" 不能有效利用Pb2+,使Pb2+的利用率降低。
本题解析:(1)根据盖斯定律,②-①-③可得所求热化学方程式,则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的?△H=②-①-③=(-24.0+29-50.8)kJ/mol=-45.8kJ/mol;
(2)①根据物质溶解度的不同,氯化钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度,所以向饱和的氯化钠溶液中加入碳酸氢铵,则生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,化学方程式是NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl;
②I与II的区别在于是否通入氨气,而通入氨气,则氯化铵的浓度增大,加入食盐后,发生盐析,有利于氯化铵的析出;而方法I过滤后的溶液中含有氨气,所以不能循环使用,方法II过滤后的溶液为氯化钠,可直接循环使用;
(3)PbO与次氯酸钠反应生成PbO2,Pb元素的化合价升高,则Cl元素的化合价降低,所以次氯酸根离子被还原为氯离子,离子方程式是PbO+ClO-= PbO2+Cl-;电解时,阳极发生氧化反应,因为该电解池可制取PbO2,所以阳极是Pb2+失去电子与水结合生成PbO2,电极反应式是Pb2++2H2O-2e- = PbO2↓+ 4H+;若不加入硝酸铜,则阴极是阳离子放电,则在阴极放电的是Pb2+,生成Pb,所以阳极上得到PbO2的量将减少,Pb2+的利用率降低。
考点:考查盖斯定律的应用,对实验方案的分析,电化学反应原理的应用
本题难度:困难
3、选择题 根据以下3个化学反应: ①2H2S(g) +3O2(g) = 2SO2(g)+2H2O(l)放出热量为Q1 KJ
②2H2S(g)+O2(g) = 2S(s)+2H2O(l) 放出热量为Q2 kJ
③2H2S(g)+O2(g) = 2S(s)+2H2O(g)放出热量为Q3 kJ
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是
[? ]
A.Q1> Q2> Q3
B.Q1> Q3> Q2
C.Q3>Q2>Q1
D.Q2>Q1>Q3
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 (14分)钨是我国丰产元素,也是熔点最高的金属,被誉为“光明使者”。用黑钨矿[FeWO4、MnWO4(W为+6价)]结合其它化工生产高纯钨的化工流程如下。已知H2WO4是不溶于水的弱酸,受热可分解生成氧化物。请回答下列有关问题:

(1)上述流程中通入空气的目的是 ;
(2)滤渣A与硫酸反应的离子方程式为 ;
(3)实验室用锌锰碱性电池作做电源模拟氯碱工业的装置如下图:

已知:锌锰碱性电池的总反应为Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH,则锌锰碱性电池的锌电极应与装置中电极 (填“A”或“B”)相接,气体Y为气体出口 (填“A”或“B”)出来的气体,为提高生产效率,电解开始时,从进料口B加入的物质为 ,写出锌锰碱性电池正极反应式 ;
(4)已知:单质碳也可与固体甲制得钨,用气体Y而不用单质碳的原因 ;
(5)将H2与CO2以4:1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。已知:
CH4 (g) + 2O2(g)
CO2(g)+ 2H2O(1) ΔH1=-890.3 kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g)
H2O(1) ΔH2=-285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是 。
参考答案:(14分)
⑴ 氧化Fe2+、Mn2+(2分)
⑵ Fe2O3 + 6H+= 2Fe3+ + 3H2O 或 Fe3O4 + 8H+= 2Fe3++ Fe2++ 4H2O(2分)
⑶ B(1分) B(1分)
稀氢氧化钠溶液(1分) MnO2 + e-+ H2O =" MnOOH" + OH-(2分)
⑷会引入杂质碳;会生成碳化钨(2分,任答一点)
⑸CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)ΔH=-252.9kJ/mol(3分)
本题解析:(1)因为锌锰碱性电池中含有二氧化锰,所以通入空气的目的是氧化Fe2+、Mn2+,使其转化为Fe3+、Mn4+;
(2)因为亚铁离子被氧化为铁离子,与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,在加热条件下,最终转化为氧化铁或四氧化三铁,所以滤渣A与稀硫酸反应实质是氧化铁与稀硫酸反应,离子方程式是Fe2O3 + 6H+= 2Fe3+ + 3H2O 或 Fe3O4 + 8H+= 2Fe3++ Fe2++ 4H2O;
(3)碱性锌锰电池的Zn发生氧化反应,作原电池的负极,滤液A与盐酸反应生成钨酸沉淀,焙烧分解生成WO3,氯碱工业中产生的气体有氢气和氯气,而氢气可还原WO3为W,氢气在负极产生,而Fe不能做阳极,所以Fe极为阴极,所以锌锰碱性电池的锌电极应与装置中电极B相连,则氢气在B口出来的气体;为增强溶液的导电性,在进料口B处加入稀NaOH溶液;碱性锌锰电池的正极发生还原反应,二氧化锰得到电子生成MnOOH,电极反应式为MnO2 + e-+ H2O =" MnOOH" + OH-;
(4)若用碳单质还原WO3,则W中可能含有C单质,而用氢气还原,则不会产生杂质;
(5)利用盖斯定律将氧气消去,所以CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的反应热ΔH=4ΔH2-ΔH1=-252.9kJ/mol,所以CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的的热化学方程式是CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)ΔH=-252.9kJ/mol。
考点:考查工业流程的分析,电化学反应原理的应用,盖斯定律的应用
本题难度:困难
5、选择题 2008年北京奥运会“祥云”火炬用的是环保型燃料--丙烷(C3H8),悉尼奥运会火炬所用燃料65%丁烷(C4H10)和35%丙烷,已知丙烷的燃烧热为:2221.5kJ?mol-1,下列有关说法正确的是( )
A.奥运火炬燃烧主要是将化学能转变为热能和光能
B.丙烷的沸点比正丁烷高
C.丙烷、空气及铂片可组成燃料电池,在丙烷附近的铂极为电池的正极
D.丙烷燃烧的热化学方程式为:C3H8+5O2→3CO2+4H2O△H=-2221.5kJ?mol-1
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般