甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH4(g)+H2O(g)＝CO(g) + 3H2(g) △H ＝+206.0 kJ·mol－1
II：CO(g)+2H2(g)＝CH3OH (g) △H＝－129.0 kJ·mol－1
（1）CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为 。
（2）将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O ( g )通入容积为10 L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。
①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H2表示该反应的平均反应速率为 。
②100℃时反应I的平衡常数为 。
（3）在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下，将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇，平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是 (填字母序号)。
| A．c ( H2 )减少 |
| B．正反应速率加快，逆反应速率减慢 |
| C．CH3OH 的物质的量增加 |
| D．重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小 E．平衡常数K增大 |
（4）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+ 做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用图装置模拟上述过程
①写出阳极电极反应式 。
②请写出除去甲醇的离子方程式 。
（1）人们常用催化剂来选择反应进行的方向，左图所示为一定条件下1molCH3OH与O2发生反应时，生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去].
①写出1moL HCHO与O2发生反应时生成CO和H2O(g)的热化学方程式_______________；
②CH3OH与O2在有催化剂作用下反应，产物中HCHO比率大大提高的原因是_______________；
（2）①一定温度下，将N2H4与NO2以体积比为1：1置于10L定容容器中发生反应2N2H4(g)+2NO2(g)
3N2(g)+4H2O(l)△H＜0，下列能说明反应达到平衡状态的是_______；
A．混合气体密度保持不变 B.2v正(NO2)=3v逆(N2)
C．N2H4与NO2体积比保持不变 D．体系压强保持不变
②在某温度下，10L密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的物质的量变化如下表：
| 物质的量/mol 时间 |
n (N2H4) |
n (NO2) |
n (N2) |
| 起始 |
2.0 |
3.0 |
0 |
| 第2min |
1.5 |
a |
0.75 |
| 第4min |
1.2 |
b |
1.2 |
| 第6min |
1.0 |
c |
1.5 |
| 第7min |
1.0 |
c |
1.5 |
ⅰ前2min内NO2的平均反应速率为_____________(保留2位有效数字，下同)该温度下反应的平衡常数K=___________________。
ⅱ关于上述反应，下列叙述不正确的是_____________。
A．达到平衡时，移走部分N2，平衡将向右移动，正反应速率加快
B．缩小容器的体积，平衡向右移动，c(N2H4)将变大
C．在相同条件下，若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍，使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍，应选用乙催化剂
D．若保持平衡时的温度和压强不变，再向容器中充入He，则此时v(逆) ＞v(正)
ⅲ．请画出该反应中n(NO2)随时间变化曲线，并画出在第7min分别升温、加压、加催化剂的情况下n(NO2)随时间变化示意图如图(在图上注明变化的条件)。
葡萄酒中抗氧化剂的残留量是以游离SO2的含量计算，我国国家标准（GB2760－2014）规定葡萄酒中SO2的残留量≤0.25g/L。某兴趣小组设计实验方案对葡萄酒中SO2进行测定。
Ⅰ.定性实验方案如下：
（1）将SO2通入水中形成SO2 ─饱和H2SO3溶液体系，此体系中存在多个含硫元素的平衡，分别用平衡方程式表示为_______________。
（2）利用SO2的漂白性检测干白葡萄酒（液体为无色）中的SO2或H2SO3。设计如下实验：
实验结论：干白葡萄酒不能使品红溶液褪色，原因为：_________________________。
Ⅱ.定量实验方案如下（部分装置和操作略）：
（3）仪器A的名称是________________。
（4）A中加入100.0mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO2全部逸出并与B中H2O2完全反应，其化学方程式为______________。
（5）除去B中过量的H2O2，然后再用NaOH标准溶液进行滴定， 除去H2O2的方法是__________。
（6）步骤X滴定至终点时，消耗NaOH溶液25.00mL，该葡萄酒中SO2的含量为__________g/L。该测定结果比实际值偏高，分析原因________________________。
“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛．生产煤炭气的反应之一是：C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) H=+131.4kJ/mol
（1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L，用H2O表示0～5min的平均反应速率为______________。
（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是___________．
A．CO的含量保持不变
B．v正(H2O)=v正(H2)
C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（3）若上述反应在t0时刻达到平衡(如图)，在t1时刻改变某一条件，请在图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化：
①缩小容器体积，t2时到达平衡（用实线表示）；
②t3时平衡常数K值变大，t4到达平衡（用虚线表示）．
（4）在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇，CH3OH和CO的燃烧热分别为725.8kJ/mol，283.0kJ/mol，1molH2O(l)变为H2O(g)吸收44.0 kJ的热量，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式_______________________
（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程．乙池中发生反应的离子方程式为_____________。当甲池中增重16g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为_________g。
车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5 L密闭容器中加入NO和活性炭（假设无杂质），一定条件下生成气体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（n/mol）如下表：
| 物质 T/℃ |
活性炭 |
NO |
E |
F |
| 初始 |
3.000 |
0.10 |
0 |
0 |
| T1 |
2.960 |
0.020 |
0.040 |
0.040 |
| T2 |
2.975 |
0.050 |
0.025 |
0.025 |
（1）写出NO与活性炭反应的化学方程式 ；
（2）计算上述反应T1℃时的平衡常数K1= ；
（3）上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为 ；
（4）右图为在T1℃达到平衡后在t2、t3、t4、t5时改变某一个反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且所改变的条件均不同。已知t3-t4阶段为使用催化剂。请判断该反应△H 0（填“＞”或“＜”）。
H2O2是一种常用绿色氧化剂，在化学研究中应用广泛。
（1）空气阴极法电解制备H2O2的装置如下图所示，主要原理是在碱性电解质溶液中，通过利用空气中氧气在阴极还原得到H2O2和稀碱的混合物。试回答：
①直流电源的a极名称是 。
②阴极电极反应式为 。
③1979年，科学家们用CO、O2和水在三苯膦钯的催化下室温制得了H2O2。相对于电解法，该方法具有的优点是安全、 。
（2）Fe3+对H2O2的分解具有催化作用。利用图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置（连通的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的 （填“深”或“浅”），其原因是 。
（3）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶解印刷电路板金属粉末中的铜。反应的离子方程式是 ，控制其它条件相同，印刷电路板的金属粉末用10%H2O2 和3.0mol·L－1H2SO4溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）
| 温度（℃） |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
| Cu的平均溶解速率 （×10－3mol·min－1） |
7.34 |
8.01 |
9.25 |
7.98 |
7.24 |
6.73 |
5.76 |
当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是 。
氯气用途广泛，但在使用时，一般会产生氯化氢。工业上可用O2将HCl转化为Cl2，以提高效益，减少污染。反应为：
完成下列填空：
（1）．该反应化学平衡常数K的表达式为 ；
实验测得P0压强下，HCl平衡转化率α(HCl)随反应温度T的变化如图所示，则正反应是 反应(填“吸热”或者“放热”)。
（2）．上述实验中若压缩体积使压强由P0增大至P1，在图中画出P1压强下HCl平衡转化率α(HCl)随反应温度T变化的曲线，并简要说明理由： 。
（3）．该反应在P0、320°C条件下进行，达平衡状态A时，测得容器内n(Cl2)=7.2×10–3mol，则此时容器中的n(HCl)= mol。
（4）．对该反应达到平衡后，以下分析正确的是 (选填编号)。
a．增加n(HCl)，对正反应的反应速率影响更大
b．体积不变加入稀有气体，对正反应的反应速率影响更大
c．压强不变加入稀有气体，对逆反应的反应速率影响更大
d．如果平衡常数K值增大，对逆反应的速率影响更大
（5）．氯元素能形成多种离子。在水溶液中1molCl–、1mol ClOx–(x=1,2,3,4)能量的相对大小如图所示，写出B→A+C反应的热化学方程式(用离子符号表示) ；若有1.5molB发生反应，转移电子 mol。
甲醇是一种很好的燃料，工业上可用多种原料通过不同的反应制得甲醇．
（1）已知在常温常压下：
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8kJ•mol﹣1
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=﹣566.0kJ•mol﹣1
H2O（g）=H2O（l）△H=﹣44.0kJ•mol﹣1
则2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=
（2）已知C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g) ΔH＝akJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH＝－220kJ·mol－1
H－H、O＝O和O－H键的键能分别为436、496和462kJ·mol－1,则a为____________________
（3）工业上正在研究利用来生产甲醇燃料的方法，该反应为：
CO2（g）+3H2（g）⇌ CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJ•mol﹣1
在某温度下，将6mol CO2和8mol H2充入容积为2L的密闭容器中，8分钟时达平衡状态，H2的转化率为75%．请回答：
①用CH3OH表示该反应在0﹣8min内的平均反应速率v（CH3OH）= ．
②此温度下该反应平衡常数K= ；
（4）一氧化碳与氢气也可以合成甲醇：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H＜0
①若该反应在恒温恒容条件下进行，下列说法正确的是 ；
a．若混合气体的密度不再改变，说明反应已达化学平衡状态
b．反应达到平衡后，通入CH3OH（g）使压强增大，平衡向右移动
c．反应达到平衡后，通入氩气使压强增大，平衡向右移动
d．反应达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小
e．若使用催化剂，会改变反应的途径，但反应热不变
②某温度下，在一个容积为2L的密闭容器中进行该反应，已知此温度下的平衡常数K=50L2•mol﹣2，反应到某时刻测得各组分的物质的量如下：
| 物质 |
CO |
H2 |
CH3OH |
| 物质的量/（mol） |
0.4 |
0.4 |
0.8 |
请比较此时正、逆反应速率的大小：v正 v逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
化学反应原理在生产和科研中有重要的应用，请利用相关知识回答下列问题。
I.常温下I2O5(s)可用于检测CO，反应原理为：5CO(g)+I2O5(s) 
5CO2(g)+I2(s) △H<0.一定温度下，向2L恒容密闭容器中加入足量I2O5(s)，并通入1molCO。反应中CO2的体积分数φ(CO2)随时间的变化如图所示：
（1）该反应的平衡常数表达式K=__________；
（2）0～0.5min内的平均反应速率v(CO)=_________；
（3）下列叙述能说明反应达到平衡的是（ ）
A．容器内压强不再变化
B．CO的质量不再变化，CO2的转化率不再增大
C．CO2的生成速率等于CO的消耗速率，反应物不再转化为生成物
D．混合气体的平均相对分子质量不再改变
（4）保持温度和体积不变，若开始加入CO(g）的物质的量是原来的2倍，则下列说法正确的是（ ）
A．平衡时生成I2的质量为原来的2倍
B．达到平衡的时间为原来的2倍
C．平衡时混合气体的物质的量为原来的2 倍
D．平衡时混合气体的密度不变
II.一定条件下在密闭容器中加入NH4I发生反应：A．NH4I(s)NH3(g)+HI(g)，
B．2HI(g) H2(g)+I2(g)。达到平衡后，扩大容器体积，反应b 的移动方向___________(填正向、逆向或不移动）；
III.己知：2NO2N2O4 △H<0，将一定量的NO2充入注射器中后封口，下图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化（气体颜色越深，透光率越小）。下列说法正确的是（ ）
A．b点的操作是压缩注射器
B．c点与a点相比，c(NO2)增大，c(N2O4)减小
C．若反应在一绝热容器中进行，则b、c两点的平衡常数Kb>Kc
D．d点：v(正)>v(逆)
T℃时，将1molX和2molY投入2L的密闭容器中，发生反应：X(g)+Y(g) 
2Z(g)，X、Y的量随时间变化如下表，该反应的平衡常数随温度的变化如下图，则下列判断正确的是（ ）
| |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
| X |
1 |
0.80 |
0.66 |
0.58 |
0.52 |
0.50 |
0.50 |
| Y |
2 |
1.80 |
1.66 |
… |
… |
… |
… |
A．前5min用Z表示的平均反应速率为0.2mol/(L·min)
B．该反应的正反应是放热反应，且T1>T
C．在T℃时，以1molX、2molY和1molZ充入上述容器中，达到平衡时，X的体积分数不变
D．若温度为T1时，以同样的起始量反应，达到平衡时X的转化率为66.7%
在体积均为1．0L的两个恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s)
2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是（ ）
| A．反应CO2(g)＋c(s)2CO(g) △S>0、△H<0 |
| B．体系的总压强P总：P总(状态Ⅱ)>2P总（状态Ⅰ） |
| C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ) >2c(CO，状态Ⅲ) |
| D．逆反应速率V逆：V逆（状态Ⅰ）>V逆（状态Ⅲ) |
（1）现有可逆反应.2NO2(g)
N2O4(g)，△H＜0，试根据下列图象判断t2、t3、t4时采取的措施。
t2： ；
t3： ；t4： 。
在80℃时，将0．4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：
| 时间（s） C（mol/L） |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
| C（N2O4） |
0．20 |
a |
0．10 |
c |
d[] |
e |
| C（NO2） |
0．00 |
0．12 |
b |
0．22 |
0．22 |
0．22 |
（2）40s时，NO2的产率是 。
（3）20s时，N2O4的浓度为 mol/L，0~20s内N2O4的平均反应速率为 。
（4）在80℃时该反应的平衡常数K值为 （保留2位小数）。
（5）在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡时 。
A、N2O4的转化率越高 B、NO2的产量越大
C、N2O4与NO2的浓度之比越大 D、正反应进行的程度越大
（6）利用甲烷催化还原NOx：
CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H1＝－574 kJ/mol
CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H2＝－1160 kJ/mol
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：__ 。
大气污染越来越成为人们关注的问题，烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)后才能排放。
（1）已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O（1） ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
N2(g)＋O2(g)==="2NO(g)" ΔH＝＋180 kJ·mol－1
CH4可用于脱硝，其热化学方程式为：CH4(g)＋4NO(g)=CO2(g)＋2N2(g)＋2H2O（1），ΔH＝________。
（2）C2H4也可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中Cu2＋负载量对NO去除率的影响，控制其它条件一定，实验结果如图1所示。为达到最高的NO去除率，应选择的反应温度和Cu2＋负载量分别是___________________________。
（3）臭氧也可用于烟气脱硝。
①O3氧化NO 结合水洗可产生HNO3和O2，该反应的化学方程式为______________。
②一种臭氧发生装置原理如图2所示。阳极(惰性电极)的电极反应式为___________。
（4）如图3是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。
①该脱硝原理中，NO最终转化为________(填化学式)和H2O。
②当消耗2molNH3和0.5molO2时，除去的NO在标准状况下的体积为_____________。
（5）NO直接催化分解(生成N2与O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下，NO的分解产物不同。在高压下，NO在40 ℃下分解生成两种化合物，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图4所示。写出Y和Z的化学式： _____________________________。
在20L的密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2，发生：CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）△H。测得平衡时CO的转化率随温度及不同压强下的变化。P2和195℃时n(H2)随时间的变化结果如表格所示。下列说法正确的是
| A．0～3 min，平均速率v（CH3OH）="0.8" mol•L－1•min－1 |
| B．P1＜P2，△H＜0 |
| C．在P2及195℃时，该反应的平衡常数为25 |
| D．在B点时，v（正）＞v（逆） |
甲醇是重要的化工原料，在工业生产上的应用十分广泛。
（1）利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后可将H2与CO2转化为甲醇。
已知：光催化制氢：2H2O(l)==2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.5 kJ/mol
H2与CO2耦合反应：3H2(g)＋CO2(g)==CH3OH(l)＋H2O(l) ΔH＝－137.8 kJ/mol
则反应：2H2O(l)＋CO2(g) ="=" CH3OH(l)＋3/2O2(g)的ΔH＝ kJ/mol
你认为该方法需要解决的技术问题有 。
a. 开发高效光催化剂
b. 将光催化制取的H2从反应体系中有效分离，并与CO2耦合催化转化
c. 二氧化碳及水资源的来源供应
（2）工业上由甲醇制取甲醛的两种方法如下（有关数据均为在298 K时测定）：
反应I：CH3OH(g)＝HCHO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋92.09kJ/mol，K1＝3.92×10－11。
反应II：CH3OH(g)＋1/2O2(g)＝HCHO(g)＋H2O(g) ΔH2＝－149.73 kJ/mol，K2＝4.35×1029。
①从原子利用率看，反应（填“I”或“II”。下同）制甲醛的原子利用率更高 。从反应的焓变和平衡常数K值看，反应 制甲醛更有利。(原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。)
②右图是甲醇制甲醛有关反应的lgK（平衡常数的对数值）随温度T的变化。图中曲线（1）表示 （填“I”或“II”）的反应 。
（3）污水中的含氮化合物，通常先用生物膜脱氮工艺进行处理，在硝化细菌的作用下将NH4＋氧化为
NO3－（2NH4++3O2＝2HNO2+2H2O +2H+；2HNO2 +O2＝2HNO3）。然后加入甲醇，甲醇和NO3－反应转化为两种无毒气体。
①上述方法中，1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为 g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式：
（4）某溶液中发生反应：A
2B+C，A的反应速率v(A)与时间t的图象如图所示。若溶液的体积为2L，且起始时只加入A物质，下列说法错误的是
A.图中阴影部分的面积表示0～2min内A的物质的量浓度的减小值
B.反应开始的前2min，A的平均反应速率小于0.375mol・L-1・min-1
C.至2min时，A的物质的量减小值介于0.5mol至1mol之间
D.至2min时，B的物质的量浓度c（B）介于1~1.5mol・L-1之间
粤公网安备 44130202000953号
