1、填空题  （16分）“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式，并在方框内填上系数。
□C+□KMnO4+□H2SO4＝□CO2↑+□MnSO4 +□K2SO4+□
（2）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下二组数据：

参考答案：（1）5C+4KMnO4 +6 H2SO4＝5CO2↑+4MnSO4+2K2SO4+6H2O （3分）
（2）①0.13mol/(L·min) (2分)    ②0.17（2分）； 放热（2分）
（3）CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(g)  ΔH=-354.8KJ/mol（3分）
（4）①O2 + 4e- + 2 H2O = 4OH—（2分）  ②负（2分）

本题解析：（1）高锰酸钾中锰元素化合价降低（+7）-（+2）=5价，碳元素化合价升高0-（-4）=4价，化合价升降守恒，所以高锰酸钾前的系数是4，碳单质前的系数是5，根据原子守恒，二氧化碳前是5，硫酸锰前是4，硫酸钾前面是2，根据硫酸跟守恒，所以硫酸前面是6，据氧原子和氢原子守恒，产物少6个水分子，故方程式为：5C+4KMnO4 +6 H2SO4＝5CO2↑+4MnSO4+2K2SO4+6H2O；（2）①、由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，v（CO）=1.6mol÷2L÷6min=0.13mol/(L·min)；速率之比等于化学计量数之比，故v（CO2）=v（CO）=0.13mol/（L?min）；③、平衡时CO的物质的量为1.6mol，则可列三段式
CO（g）+   H2O（g）?     CO2（g）+     H2（g），
开始（mol）：2      1      0      0
变化（mol）：0.4    0.4      0.4      0.4
平衡（mol）：1.6    0.6      0.4      0.4
该反应前后气体体积不变，故利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故900℃时该反应平衡常数k==0.17，则该反应为放热反应（2）已知：①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（1）△H=-1275.6kJ/mol,②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol，③ H2O(g)＝H2O(l)  ΔH3＝－44.0 kJ/mol根据盖斯定律，①-②得2CH3OH（1）+2O2（g）=2CO（g）+4H2O（g），故△H=（-1275.6kJ/mol）-（-566.0kJ/mol）="-709.6" kJ/mol即CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（g）△H=-354.8kJ/mol，（3）①电池反应原理甲醇发生氧化反应，在负极放电，氧气发生还原反应，在正极放电，反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，②负极失电子产生大量正电荷，则该电池工作时，溶液中的OH－向负极。
考点：化学反应原理。

本题难度：一般

2、填空题  宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2＋O2＝2H2O，试写出电解质溶液为盐酸时的电极反应式
，并指出各电极和介质溶液的pH的变化，若电解质溶液为KOH时又如何？

参考答案：若电解质为盐酸时：
　　?负极：2H2－4e—＝4H＋?　　　　　　　　　　?pH变小
　　?正极：O2＋4H＋＋4e—＝2H2O　　　pH变大
结论：溶液被稀释，pH变大。
若电解质为KOH时：
　　?负极：2H2－4e—＋4OH－＝4H2O　　　?pH变小
　　?正极：O2＋2H2O＋4e＝4OH－?　　　　　　　　pH变大
结论：溶液被稀释，pH变小。

本题解析：在负极氢气失去电子，发生氧化反应；在正极氧气得到电子，发生还原反应。若消耗H+，则pH增大；若消耗OH-，则pH减小；若生成OH-，则pH增大；若生成H+，则pH减小。若稀释酸溶液，则pH增大；若稀释碱溶液，则pH减小。

本题难度：简单

3、填空题  （16分）请你利用所学反应原理知识解决下列问题：
（1）若已知两个反应：①C(s)+2H2(g)=CH4(g)  ΔH1=" a" kJ·mol-1 ；
②C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2=" b" kJ·mol-1 ；
则2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH=             （用含a、b的式子表示）；
（2）碱性镁锰干电池是新开发的一种干电池，比普通锌锰干电池具有更加优越的性能，具有较大应用前景，其工作时总反应为：Mg+2MnO2+H2O=Mg(OH)2+Mn2O3；则工作时，正极发生       反应(填反应类型)，写出负极的电极反应式：                       ；
（3）在一定温度下1 L的密闭容器放入足量草酸钙(固体所占体积忽略不计)发生反应：CaC2O4(s)CaO(s) +CO(g)+CO2(g)，若前5 min 内生成CaO的质量为11.2 g ，则该段时间内v(CO)=；若某时刻达到平衡时c(CO2)= c；t0 时刻，将容器体积缩小为原来的一半并固定不变，在t1时刻再次达到平衡，请在下图中画出t0以后此体系中CO2的浓度随时间变化的图像；

（4）某温度下数据：草酸（H2C2O4）的K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5；醋酸的K=1.75×10-5；碳酸的 K1=4.2×10-7，K2=4.5×10-11；Ksp(CaC2O4) =5.0×10-9；Ksp(CaCO3) =2.5×10-9
①用醋酸溶液鉴别CaC2O4和CaCO3两种白色固体的实验现象是            ；
②向0.6 mol/L的Na2CO3溶液中加入足量 CaC2O4粉末后(忽略溶液体积变化)，充分搅拌，发生反应：CO32-(aq) + CaC2O4(s) CaCO3(s)+ C2O42-(aq)，静置后沉淀转化达到平衡，求此时溶液中的c(C2O42－)（不考虑其他诸如水解之类副反应，写出计算过程）。

参考答案：（1）ΔH＝2(b-a) kJ·mol¯1 （2分，）； （2）还原  （2分)； Mg＋2OH——2e—＝Mg(OH)2（2分）
（3）0.04 mol·L－１·min－１(2分)；如右图所示（2分，起点2c，得1分；平衡点c，得1分）

（4）①一种固体溶解同时产生气泡逸出，另一种固体无现象（2分）；
②解：该反应的K＝＝＝＝＝2.0（2分），
设c(CO32-)转化了x，则生成c(C2O42－)＝x，剩余c(CO32-)＝(0.6-x)，
可得方程： x/(0.6-x) ＝2.0，解得x＝0.4 mol·L¯1（2分）（无必要步骤，酌情扣分）。

本题解析：（1）将②×2-①×2可得2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH＝2(b-a) kJ·mol¯1。（2）正极得到电子，发生还原反应；Mg做负极，反应后生成Mg(OH)2，负极的电极反应为：Mg＋2OH——2e—＝Mg(OH)2。（3）5 min 内生成CaO的质量为11.2 g 的物质的量为0.2mol，根据反应生成0.2mol的CaO同时生成0.2mol的CO，则v(CO)=" 0.2mol÷1L÷5" min=0.04mol·L－１·min－１。t0 时刻，将容器体积缩小为原来的一半并固定不变，则CO2的浓度变为2c，在t1时刻再达到平衡，CO2的浓度随时间变化的图像为：
   
（4）①从电离常数可以知道，HC2O4—＞CH3COOH＞H2CO3，醋酸溶液鉴别CaC2O4和CaCO3两种白色固体的实验现象是：一种固体溶解同时产生气泡逸出，另一种固体无现象
②解：该反应的K＝＝＝＝＝2.0， 设c(CO32-)转化了x，则生成c(C2O42－)＝x，剩余c(CO32-)＝(0.6-x)， 可得方程： x/(0.6-x) ＝2.0，解得x＝0.4 mol·L¯1。
考点：盖斯定律的应用、化学反应速率的计算、化学图像的绘制、电离平衡常数和酸的强弱关系、电离平衡常数的有关计算。

本题难度：困难

4、选择题  如图所示的原电池中，负极发生的反应是

A．+ 2e- ="=" Cu
B．Cu - 2e- ="="
C．2+ 2e- ="=" H2↑
D．Zn - 2e- ="="

参考答案：D

本题解析：在原电池中较活泼的金属作负极失去电子，被氧化，发生氧化反应。锌比铜活泼，锌是负极，所以答案是D。

本题难度：简单

5、填空题  合成氨工业的核心反应是：

能量变化如右图，回答下列问题：

（1）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1　　　　 ，E2　　　　　　　 （填“增大”、“减小”、“不变”）
（2）在500℃、2×107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2，充分反应后，放出的热量　　　　　 （填“<”、“>”或“=”）46.2kJ；
（3）关于该反应的下列说法中，正确的是　　　　　　　　　　　 。
A．△H>0，△S>0　　　 B．△H>0，△S< 0　　 C．△H<0，△S>0　　　 D．△H<0，△S<0（4）将一定量的N2（g）和H2（g）放入 1L密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡，测得N2为0.10mol，H2为0.30mol，NH3为0.10mol。计算该条件下达到平衡时H2转化为NH3的转化率　　　　　　　　　　 。若升高温度，K值变化　　　　　 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）在上述（4）反应条件的密闭容器中，欲提高合成氨中H2的转化率，下列措施可行的是　　　　　　　　 （填字母）。
A．向容器中按原比例再充入原料气　　　　　 B．向容器中再充入惰性气体
C．改变反应的催化剂　　　　　　　　　　　 D．分离出氨

参考答案：（1）减小；?减小
（2）<
（3）D
（4）33.3%；减小
（5）A、D

本题解析：（1）加入催化剂，能降低反应所需的活化能，但不影响反应热，即，E1和E2的均减小；
（2）该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以，充入0.5mol N2和1.5mol H2，充分反应后，放出的热量小于46.2kJ；
（3）该反应为放热反应，所以△H<0，又该反应为气体体积增大的反应，所以△S<0；
（4）33.3%；该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，即K减小
（5）提高合成氨中H2的转化率即使平衡向正反应方向移动；所以，可选的有；A、D

本题难度：一般