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1、填空题 (14分)运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
（1）某硝酸厂处理尾气中NO的方法是：催化剂存在时用H2将NO还原为N2。已知：
则氮气和水蒸气反应生成氢气和一氧化氮的热化学方程式是 。
（2）在压强为0.1 Mpa条件，将a mol CO和3a mol H2的混合气体在催化剂作用下转化为甲醇的反应如下：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH<0。
①该反应的平衡常数表达式为________________。
②若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是________。
A．升高温度
B．将CH3OH从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大
（3）某研究小组在实验室研究某催化剂效果时，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。
①若不使用CO，温度超过775 ℃，发现NO的分解率降低，其可能的原因为________；在n(NO)/n(CO)＝1的条件下，应控制最佳温度在________左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。
写出C2H6与NO2发生反应的化学方程式________________。
（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________________________。
参考答案：（1）N2(g)＋2H2O(g)===2NO(g)＋2H2(
本题解析：
试题分析：（1）化学反应方程式为N2＋2H2O===2NO＋2H2，由图
可知，ΔH＝945+4×463-2×630-2×436=＋665 kJ·mol－1，故热化学方程式为N2(g)＋2H2O(g)===2NO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋665 kJ·mol－1；
（2）由热化学方程式CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0可知，平衡常数K=
；欲增大甲醇产率，则应使该平衡正向移动，升高温度，平衡向着吸热的方向移动，该平衡逆移， 将CH3OH从体系中分离，可使平衡正移，充入He，使体系总压强增大，该平衡不移动，故选择B；
（3）①由图可知，若不使用CO，温度超过775 ℃，发现NO的分解率降低，则该反应是放热反应，升高温度反应更有利于向逆反应方向进行；在n(NO)/n(CO)＝1的条件下，应控制最佳温度在850-900℃之间；
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染，C2H6与NO2反应，生成无污染的N2和CO2，反应方程式为4C2H6＋14NO2
8CO2＋7N2＋12H2O；
（4）以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池，由图可知，石墨Ⅰ为燃料电池的负极，负极失电子，生成一种氧化物Y，电极反应为NO2＋NO3-－e－===N2O5。
考点：热化学方程式的书写，平衡常数的计算，化学平衡的移动，图像的描述，化学反应方程式的书写，电极反应的书写
本题难度：困难
2、简答题 合成气的主要成分是一氧化碳和氢气，可用于合成二甲醚等清洁燃料．从天然气获得合成气过程中可能发生为：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H1=+206.1kJ/mol
请回答下列问题：
（1）在一密闭容器中进行反应①，测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示．反应中处于平衡状态的时间为______；10min时，改变的外界条件可能是______．
（2）如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2，使甲、乙两容器初始容积相等．在相同温度下发生反应②，并维持反应过程中温度不变．已知甲容器中CH4的转化率随时间变化的图象如图3所示，请在图3中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图象．
（3）反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）800℃时，反应的化学平衡常数K=1.0．
①某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：
| CO | H2O | CO2 | H2
0.5mol
8.5mol
2.0mol
2.0mol
此时反应中正、逆反应速率的关系式是______（填代号）．
a．v（正）＞v（逆）b．v（正）＜v（逆）c．v（正）=v（逆）d．无法判断
②800℃时，向体积为2L的密闭容器中充入2molCO和4molH2O，求达到平衡时CO的转化率．
参考答案：（1）由图可知，由图可知，在5～10分钟、12分钟后，甲烷浓
本题解析：
本题难度：简单
3、填空题 （17分）利用天然气可制得以H2、CO等为主要组成的工业原料合成气，反应为：CH4(g)+H2O(g) CO(g来源：www.91exam.org)+3H2(g)。
（1）甲烷与水蒸气反应，被氧化的元素是 ，当生成标准状况下35.84L合成气时转移电子的物质的量是 。
（2）将2 mol CH4和5 mol H2O(g)通入容积为100L的反应室，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
①达到A点所需的时间为5min，则v（H2）= ，100℃时平衡常数K= 。
②图中的Pl P2（填“<”、“>”或“=”），A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是 。
（3）合成气用于合成氨气时需除去CO，发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  H<0，
下列措施中能使 增大的 （选填编号）。
A．降低温度 B．恒温恒容下充入He（g）
C．将H2从体系中分离 D．再通入一定量的水蒸气
可用碳酸钾溶液吸收生成的CO2，常温下pH=10的碳酸钾溶液中水电离的OH-的物质的量浓度为 ，常温下，0.1 mol·L-1KHCO3溶液pH>8，则溶液中c（H2CO3） c（CO32-）（填“>”、“=”或“<”）。
参考答案：（17分）（1）C（碳）（1分） 2
本题解析：
试题分析：（1）甲烷与水蒸气反应，甲烷中的碳元素由-4价变为反应后CO中的+2价，化合价升高，失去电子被氧化。因此被氧化的元素是C；根据方程式可知，每产生4mol的气体，转移电子的物质的量是6mol的电子，现在得到的气体的物质的量是：n=35.84L÷22.4L/mol=1.6mol，所以转移电子的物质的量是n(e-)="(1.6mol÷4)" ×6=2.4mol；（2）①由于CH4的转化率是0.5，所以发生反应消耗的甲烷的物质的量是2 mol×0.5=1mol，根据方程式可知，每有1mol的甲烷反应，会产生3mol 的氢气，所以v(H2)=3mol÷100L÷5min=0.006mol·L-1·min-1；在100℃时，反应达到平衡时，各种物质的浓度分别是：c(CH4)=0.01mol/L；c(H2O)=0.04mol/L；c(CO)=0.01mol/L；c(H2)=0.03mol/L，所以该反应的平衡常数是: ；②根据图像可知：在温度不变时，在压强为p1时CO的转化率大于p2时CO的转化率，由于该反应的正反应为气体体积增大的反应，所以在温度不变时，减小压强，平衡向气体体积增大的正反应方向移动，所以压强：Pl <P2；（3）CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的正反应为放热反应，A．降低温度，平衡向放热反应方向移动，n(CO2)增大，n(H2O)减小，所以n(CO2)/ n(H2O)增大，正确；B．恒温恒容下充入He(g)，由于物质的浓度都不变，所以平衡不发生移动，n(CO2)/ n(H2O)不变，错误；C．将H2从体系中分离,减小生成物的浓度，平衡正向移动，n(CO2)增大，n(H2O)减小，所以n(CO2)/ n(H2O)增大，正确；D．再通入一定量的水蒸气，即增大反应物的浓度，平衡正向移动，n(CO2)增大，n(H2O)增大，而且平衡移动趋势是微弱的，所以n(CO2)/ n(H2O)反而减小，错误。故正确选项是AC；常温下pH=10的碳酸钾溶液中,c(H+)=10-10mol/L，则c(OH-)=10-4mol/L，水溶液中的OH-就是水电离产生的，所以水电离的OH-的物质的量浓度为10-4mol/L；在1KHCO3溶液中存在HCO3-的水解作用和它的电离作用，电离产生H+使溶液显酸性；水解消耗H+，使溶液显碱性，由于0.1 mol·L-1KHCO3溶液pH>8，则说明HCO3-的水解作用大于电离作用，所以溶液中c（H2CO3）>c（CO32-）。
考点：考查氧化还原反应的有关概念、化学反应速率、化学平衡的有关计算、盐的水解和电离的知识。
本题难度：困难
4、选择题 对于一个恒容密闭容器中进行的可逆反应：mA(气)+nB(气) eC(气)+dD(气) △H＜0，下列能证明该反应一定达到平衡状态的是
A．容器内压强不随时间的延长而变化
B．单位时间内每消耗m个A分子的同时也生成了d个D分子
C．单位时间内每生成e个C分子的同时也生成了n个B分子
D．A、B、C、D四种物质的分子数之比为m∶n∶e ∶d
参考答案：C
本题解析：
试题分析：若该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应，无论该反应是否达到平衡状态，容器中气体压强始终不变，故A错误；．单位时间内每消耗m个A分子的同时也生成了d个D分子均指正向反应速率，故B错误；单位时间内每生成e个C分子的同时也生成了n个B分子，既有正向速率又有逆向速率，且符合计量数之比，故C正确；A、B、C、D四种物质的分子数之比为m∶n∶e ∶d不一定达到平衡，故D错误；答案选C.
考点：化学平衡状态的判断依据
本题难度：一般
5、选择题 在一定温度下，固定体积为2 L密闭容器中，发生反应：2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g） ΔH<0，n（SO2）随时间的变化如表：
时间/min
| 0
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| n（SO2）/mol
| 0.20
| 0.16
| 0.13
| 0.11
| 0.08
| 0.08
?
则下列说法正确的是（ ）
A．当v（SO2）＝v（SO3）时，说明该反应已达到平衡状态
B．用O2表示0～4 min内该反应的平均速率为0.005 mol/（L·min）
C．若升高温度，则SO2的反应速率会变大，平衡常数K值会增大
D．平衡时再通入O2，平衡右移，O2转化率减小，SO2转化率增大
参考答案：D
本题解析：对v（SO2）、v（SO3）未指明反应速率的方向，A项错误；0～4 min内O2的平均速率为：v（O2）＝v（SO2）/2＝（0.20－0.08） mol/（2 L×4 min）×1/2＝0.0075 mol/（L·min），B项错误；该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，C项错误；增大氧气的浓度，平衡向右移动，可提高SO2的转化率，但是O2转化率降低，D项正确。
本题难度：一般
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