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1、填空题 欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖,使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(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:

(2)焦炭可用于制取水煤气。测得12 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时,吸收了131.6 kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(3)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:

上述反应T1℃时的平衡常数为K1,T2℃时的平衡常数为K2。
Ⅰ.计算K1= 。
Ⅱ.根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是(填序号) 。

(4)CO2经常用氢氧化钠来吸收,现有0.4 molCO2,若用200ml 3mol/LNaOH溶液将其完全吸收,溶液中离子浓度由大到小的顺序为: 。
(5)CO还可以用做燃料电池的燃料,某熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,该电池用Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混和气为正极助燃气,制得在 650 ℃下工作的燃料电池,其负极反应式:
则
正极反应式:___ ,电池总反应式 。
参考答案:(1)5、4、6、5、4、2、6(2)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),ΔH=+131.6 kJ?mol—1(3)①Ⅰ.0.5625 Ⅱ.c(4)c(Na+) > c(HCO3-) > c(CO32-) > c(OH-) > c(H+)(5)O2 +2CO2+4e-=2CO32-, 2CO+O2=2CO2
本题解析:(1)反应中C元素的化合价由0升高为+4价,一个碳化合价变化4,Cr元素的化合价由+6价降低为+3价,1个K2Cr2O7化合价变化6,4和6的最小公倍数为12,由化合价升降总数相等可知,C的化学计量数为3,K2Cr2O7的化学计量数为2,由于产物中有Cr2(SO4)3,所以未知的反应物为H2SO4,最后由质量守恒定律可知得化学反应为3C+2K2Cr2O7+8H2SO4
本题难度:困难
2、选择题 蝇类昆虫的雌性信息素可用芥酸(来自白芥)与羧酸X在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得到.电解总反应式为C21H41COOH+X+4NaOH→C23H46+2Na2CO3+2H2O+H2,则下列说法正确的是( )
A.X为C2H5COOH
B.电解的阳极反应式为:C21H41COOH+X-2e-+2H2O→C23H46+2CO32-+6H+
C.电解过程中,每转移2mol电子,则生成2mol雌性信息素
D.阴极的还原产物为H2和OH-
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 CO2、SO2、NOx 是对环境影响较大的气体,控制和治理CO2、SO2、NOx 是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径。
(1)下列措施中,有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx 浓度的有?(填字母)
a.减少化石燃料的使用,开发新能源
b.使用无氟冰箱,减少氟里昂排放
c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车
d.将工业废气用碱液吸收后再排放
(2)为了降低汽车尾气对大气的污染,有关部门拟用甲醇替代作为公交车的燃料。写出用合成气(CO和H2)生产甲醇的化学方程式?,已知该反应合成1 mol液态甲醇吸收热量131.9 kJ, 2H2 (g) + CO(g) + 3/2O2g) =CO2 (g) +2H20 (g)?△H =-594.1 kJ·mol-1,请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式??。
(3)有人设想以下图所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料。
若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,则通入CO2的一极为?极;若A为SO2,B为O2,C为H2SO4。则负极的电极反应式为??;
(4)①在研究氮的氧化物的转化时,某小组查阅到以下数据:17℃、1.01×105 Pa时,
2NO2(g)
?N2O4(g)?△H <0的平衡常数 K=13.3,则该条件下密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,若 c (NO2) =" 0.0300" mol·L-1,
c (N2O4)=??(保留两位有效数字);
②改变上述体系的某个条件,达到新的平衡后,测得混合气体中 c (NO2) =" 0.04" mol·L-1, c (N2O4) =" 0.007" mol·L-1,则改变的条件为?;
参考答案:(1)acd?(2分)
(2)CO+2 H2=CH3OH(2分)
2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)? ΔH =-1452 kJ·mol-1(3分)
(3)正(1分); SO2+2H 2O-2e— = SO42-+ 4H+ ?(2分);
(4)①0.012 mol·L-1?(2分)②升高温度(2分)
本题解析:(1)使用无氟冰箱,减少氟里昂排放,是抑制臭氧层破坏的,b不正确,其余都是正确的,答案选acd。
(2)根据已知的反应物和生成物可知,方程式为CO+2H2
CH3OH。反应①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(l)?△H =+131.9 kJ·mol-1,和反应②2H2 (g) + CO(g) + 3/2O2g) =CO2 (g) +2H20 (g)?△H =-594.1 kJ·mol-1,所以根据盖斯定律可知,(②-①)×2即得到 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g),所以反应热△H =(-594.1 kJ·mol-1-131.9 kJ·mol-1)×2=-1452 kJ·mol-1。
(3)在反应中碳元素的化合价降低,所以CO2是氧化剂,得到电子,因此CO2在正极通入。SO2失去电子,在负极通入,电极反应式为SO2+2H 2O-2e— = SO42-+ 4H+ 。
(4)①根据平衡常数表达式可知,c (N2O4)=13.3×0.03002=0.012 mol·L-1。
②此时平衡常数是0.007÷0.042=4.375,即平衡常数减小。由于正反应是放热反应,所以改变的条件是升高温度,平衡向逆反应方向移动。
本题难度:一般
4、填空题 某同学用下图所示做水果电池的实验,测得数据如下表所示:


请回答以下问题:
(1)实验6中负极的电极反应式为________
(2)实验1、5中?电流方向相反的原因是________
(3)影响水果电池的电压的因素有________、________
(4)若在实验中发光二极管不亮,该同学用铜、锌作电极,用菠萝作介质,并将多个此电池串联起来,再按发光二极管,这样做________.(填“合理”或“不合理”)
参考答案:(1)Al-3e-===Al3+
(2)实验1中锌比铜活泼,锌为负极;实验5中锌比铝活泼性差,锌为正极,所以两实验中电流方向相反
(3)水果品种;电极材料
(4)合理
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 关于原电池的说法正确的是(?)
A.电流从原电池的负极流向正极
B.电子从发生还原反应的电极流出
C.原电池是将化学能转变为电能的一种装置
D.原电池的两个电极,一定是由活动性不同的两种金属组成
参考答案:C
本题解析:原电池中负极失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极上。电流方向和电子的流向正好相反,AB不正确。构成原电池的电极也可以是金属和非金属,D不正确。所以正确的答案是C。
本题难度:简单