1、填空题 (12分)工业上合成甲醇一般采用下列反应:
下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K):

(1)由表中数据判断
?0(填“>”、“=”或“<”)。
(2)某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO)=0.5mol·L-1,则此时的温度为?℃。
(3)在容积固定的密闭容器中发生上述反应,各物质的浓度如下表:

①反应从2min到4min之间,H2的反应速率为?。
②反应达到平衡时CO的转化率为?。
③反应在第2min时改变了反应条件,改变的条件可能是?(填序号)。
a.使用催化剂? b.降低温度? c.增加H2的浓度
(4)常温常压
下:
①
②
③
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
?
(5)一种甲醇燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧化作用生成水和二氧化碳。该电池的负极反应式为:?。
若以上述燃料电池为电源来电解饱和食盐水,当消耗32g甲醇时,电解产生的H2体积(标况)为??L。
参考答案:(12分)
(1)<(1分)?(2)310(1分)
(3)①0.3mol·L-1 min-1(2分无单位扣1分)?②62.5%(2分)?③a?(1分)
(4)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)?
H=-442.8kJ·mol-1 (2分)
(5)CH3OH+H2O=CO2+6H++6e-(2分)? 67.2(1分)
本题解析:略
本题难度:一般
2、选择题 下图为某反应的焓变示意图,下列有关该反应的说法中正确的是

A.△H>0
B.X能量一定高于M
C.该反应一定不必加热就可以发生
D.该反应为放热反应
参考答案:D
本题解析:根据图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以反应是放热反应,△H小于0,选项A、B不正确,D正确;反应条件与反应是放热反应或吸热反应无关系,选项C不正确,因此正确的答案选D。
本题难度:一般
3、选择题 已知反应3H2+N2
2NH3为放热反应,由此推断出 (?)
A.氢气和氮气在常温常压下,不需要任何能量就可以迅速发生反应
B.3mol氢气和1mol氮气所具有的总能量低于2mol氨气所具有的总能量
C.断裂1molN≡N键和3molH—H键吸收的能量小于形成6molN—H键所放出的能量
D.氢气和氮气是高能极不稳定的物质,氨气是低能且非常稳定的物质
参考答案:C
本题解析:A.任何反应的发生都有个反应物中化学键断裂和生成物中的化学键形成的过程,因此该反应发生时要吸收热量。错误。B.由于该反应是放热反应,所以3mol氢气和1mol氮气所具有的总能量搞于2mol氨气所具有的总能量。错误。C.断裂1molN≡N键和3molH—H键吸收的能量小于形成6molN—H键所放出的能量,所以多余的能量就释放出来,因此该反应是放热反应。正确。D.氢气和氮气中的化学键键能较高,是较稳定的物质。由于氮气与氢气合成氨气的反应是放热反应,所以产生的氨分子也是比较稳定的物质。错误。
本题难度:一般
4、选择题 下列各组热化学方程式中,△H1<△H2的是
①C(s)+O2(g)===CO2(g)? △H1? C(s)+O2(g)="==CO(g)?" △H2
②S(s)+O2(g)===SO2(g)? △H1? S(g)+O2(g)===SO2(g)? △H2
③H2(g)+O2(g)===H2O(l)? △H1? 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)? △H2
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)? △H1? CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)? △H2
A.①
B.②③④
C.④
D.①②③
参考答案:A
本题解析:略
本题难度:简单
5、简答题 某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子
| K+
| Na+
| N
| S
| N
| Cl-
|
浓度/mol·L-1
| 4×10-6
| 6×10-6
| 2×10-5
| 4×10-5
| 3×10-5
| 2×10-5
|
根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为 ,试样的pH= 。
(2)为减少SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+
O2(g) H2O(g)?ΔH="-241.8" kJ·mol-1?①
C(s)+
O2(g) CO(g) ?ΔH="-110.5" kJ·mol-1?②
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式: ?。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 。
a.Ca(OH)2 ? b.Na2CO3 ? c.CaCl2 ? d.NaHSO3
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化
①已知汽缸中生成NO的反应为:
N2(g)+O2(g)
2NO(g) ΔH>0
若1 mol空气含0.8 mol N2和0.2 mol O2,1 300℃时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10-4mol。计算该温度下的平衡常数K= ?。
汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是 ? 。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:
2CO(g) 2C(s)+O2(g)
已知该反应的ΔH>0,简述该设想能否实现的依据: ?
?。
③目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为 ?。
参考答案:(1)酸性? 4
(2)①C(s)+ H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ/mol
②a、b
(3) ①4×10-6?温度升高,反应速率加快,平衡右移
②该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行
③2CO+2NO
2CO2+N2
本题解析:(1)根据电荷守恒规律得c(Cl-)+ c(NO3-)+2 c(SO42-)= c(K+)+ c(Na+)+c(NH4+)+ c(H+),计算可得c(H+)=1×10-4mol/L,pH="4," PM2.5的酸碱性为酸性;
(2)①根据盖斯定律可得焦炭与水蒸气反应的热化学方程式=②-①,所以答案是C(s)+ H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ/mol;
②二氧化硫可与氢氧化钙、碳酸钠溶液反应,但不与氯化钙、亚硫酸氢钠溶液反应,所以作洗涤剂的是氢氧化钙、碳酸钠,答案选ab;
(3)①N2(g)+O2(g)
2NO(g)ΔH>0,开始时0.8 mol N2和0.2 mol O2,达到平衡, NO为8×10-4mol。根据化学方程式可计算出平衡时氮气、氧气的物质的量分别为0.7996mol、0.1996mol,NO的系数是2,所以化学平衡常数K=c(NO)2/c(N2)c(O2)=n(NO)2/n(N2)n(O2)= (8×10-4mol)2/0.7996mol×0.1996mol=4×10-6;该反应是吸热反应,温度越高,反应速率越快,对正反应有利,NO的排放量越大;
②从方程式上判断,该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行;
③汽车尾气系统中装置催化转化器,目的是把有毒气体转化为无毒气体二氧化碳、氮气,所以化学方程式为2CO+2NO
2CO2+N2
本题难度:一般