(16分)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角｡
（1）图中X的电子式为 ；其水溶液长期在空气中放置容易变浑浊，该变化体现出：S非金属性比O (填“强”或“弱”)｡用原子结构解释原因：同主族元素最外层电子数相同，从上到下， ，得电子能力逐渐减弱｡
（2）Na2S2O3是一种用途广泛的钠盐｡
①下列物质用于Na2S2O3的从氧化还原反应的角度制备， ，理论上有可能的是 (填字母序号)｡
a．Na2S+S b．Z+S c．Na2SO3+Y d．NaHS+NaHSO3
②已知反应：Na2S2O3+H2SO
4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O｡研究其反应速率时，下列说法正确的是 (填写字母序号)｡
a．可通过测定一段时间内生成SO2的体积，得出该反应的速率
b．可通过比较出现浑浊的时间，研究浓度､温度等因素对该反应速率的影响
c．可通过Na2S2O3固体与稀硫酸和浓硫酸的反应，研究浓度对该反应速率的影响
（3）治理含CO､SO2的烟道气，可以将其在催化剂作用下转化为单质S和无毒的气体｡
①已知：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g） △H=-283kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g） △H=-296kJ·mol-1
则治理烟道气反应的热化学方程式为 ｡
②一定条件下，将CO与SO2以体积比为4∶1置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列选项能说明反应达到平衡状态的是 (填写字母序号)｡
a．v(CO)∶v(SO2)=2∶1
b．平衡常数不变
c．气体密度不变
d．CO2和SO2的体积比保持不变
测得上述反应达平衡时，混合气体中CO的体积分数为
，则SO2的转化率为 ｡
（4）最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇｡甲醇可制作燃料电池｡写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式 ｡
（5）某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量，经查得一些物质在20℃的数据如下表｡
吸收CO2最合适的试剂是 (填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”)溶液｡
黄铁矿（主要成分FeS2）、黄铜矿(主要成分CuFeS2)均是自然界中的常见矿物资源。
（1）Stumm和Morgan提出黄铁矿在空气中氧化的四步反应如题20图-1所示：
① a反应中每生成1molFeSO4转移电子的物质的量为 mol。
② d反应的离子方程式为 。
（2）用细菌冶铜时，当黄铜矿中伴有黄铁矿可明显提高浸取速率，其原理如题20图-2
①冶炼过程中，正极周围溶液的pH （选填：“增大”、“减小”或“不变”）
②负极产生单质硫的电极反应式为 。
|
（3）煤炭中的硫主要以黄铁矿形式存在，用氢气脱除黄铁矿中硫的相关反应（见下表），其相关反应的平衡常数的对数值与温度的关系如题20图－3。
| 相关反应 |
反应热 |
平衡常数K |
FeS2(s) + H2(g)  FeS(s) + H2S(g) |
ΔH1 |
K1 |
1/2 FeS2(s) + H2(g) 1/2Fe(s)+H2S(g) |
ΔH2 |
K2 |
| FeS(s) + H2(g)Fe(s)+H2S(g) |
ΔH3 |
K3 |
①上述反应中，ΔH1 0（选填：“＞”或“＜”）。
②提高硫的脱除率可采取的措施有 （举1例）。
③1000K时，平衡常数的对数lgK1、lgK2和lgK3之间的关系为 。
Ⅰ．在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。一定温度下，向1 L 0．l mol·L－1 CH3 COOH溶液中加入少量CH3COONa固体。
（1）CH3COOH溶液的电离平衡 移动（填“向左”、“向右”或“不”），溶液中
（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）若该溶液呈酸性，则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为： 。
Ⅱ、开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。
（1）H2、CO、CH3OH都是重要能源物质,它们燃烧热依次为285.8KJ／mol、281.5KJ／mol、726.7KJ／mol.已知CO、H2在一定条件下可以合成甲醇CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）。则该合成甲醇的热化学方程式为
（2）CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇：
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。在密闭容器中充入10 mol CO与20 mol H2，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
则M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为 ；P1 P2(填“>”或“<”或“=”)；
M、N两点平衡状态下，容器中物质的总物质的量之比为：n(M)总：n(N)总= 。
二氧化硫和氮氧化物都是常见的大气污染物，回答下列相关问题。
Ⅰ某温度下氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时，涉及如下反应：
i．2NO(g)＋Cl2(g）
2ClNO(g) △H1＜ 0 其平衡常数为K1
ii．2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋ClNO(g) △H2＜0 其平衡常数为K2
（1）现有反应4NO2(g)＋2NaCl(s) 2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，则此反应的平衡常数K3＝ （用K1、K2表示），反应热△H3＝ （用△H1、△H2表示）。
（2）为研究不同条件对反应ii的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO2和足够的NaCl(s)，10min时反应ii达到平衡。测得平衡时NO2的转化率α1(NO2) ＝50%，则：
①10min内υ(ClNO) ＝ ，平衡常数K2＝ ；
②若其它条件不变，使反应在恒压条件下进行，平衡时NO2转化率为α2(NO2)，则：
α1(NO2) ＝ α2(NO2)（填“>”“<”或“=”）。
II除氮氧化物外，SO2也是重要的大气污染物，需要对其进行吸收处理。
（3）若用一定量的NaOH溶液吸收SO2气体后所得吸收液恰好呈中性，下列有关吸收液中粒子关系正确的是 。
| A．c(Na＋) ＝ c(HSO3-)＋ 2c(SO32-) |
| B．c(Na＋) > c(HSO3-) ＝c(SO32-) > c(H+) = c(OH—) |
| C．2c(Na＋) ＝2c(H2SO3)＋2c(HSO3-)＋2c(SO32-) |
| D．c(Na＋) > c(HSO3—) + c(SO32—) +c(H2SO3) |
（4）工业上也可以用Na2SO3溶液吸收SO2，并用电解法处理吸收后所得溶液以实现吸收液的回收再利用，装置如图所示，则
①工作一段时间后，阴极区溶液的pH （填“增大”“减小”或“不变”）；
②写出阳极的电极反应式 。
(15分)卤素的单质及其化合物在生产、生活中应用广泛。
（1）“碘盐"通常是在食盐中添加适量的K1O3，为缺碘地区人们提供碘元素。
①碘元素的一种原子含74个中子、5 3个质子，表示此核素的符号是___(如
)。
②“碘盐"溶液用稀硫酸酸化后，再加入淀粉碘化钾溶液，溶液由无色变篮色。
写出该反应的化学方程式__________________________________________。
③碘单质溶解在有机溶剂___________中形成常用的医用消毒剂(填结构简式)。
（2）工业上利用氢气和氯气反应制取盐酸，设计成原电池又能获取电能，下列说法错误的是___（填选项)。
| A．两极材料可用石墨，用稀盐酸做电解质溶液 |
B．通氯气的电极反应式为 |
| C．电解质溶液中的阳离子向通氯气的电极移动‘ |
| D．通入氢气的电极为原电池的正极 |
（3）H2和卤素单质(F2、C12、Br2、12)反应生成I molHX的能量变化如图所示(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。
①曲线A代表的卤化氢是__________(填化学式)。
②写出Br2（1）与HCI气体反应的热化学方程式___________。
③往甲乙两容器分别通入等量的H2和I2，两容器起始状态相同，甲为恒容绝热密闭容器，乙为恒容恒温密闭容器，发生反应
,反应达到平衡后，H2的体积分数甲_______乙(填“>’’‘‘=”或“<”)。
人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。
I．最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实验氮的固定一电解法合成氨，大大提高了氮气和氢气的转化率。
总反应式为N2+3H2
2NH3。则在电解法合成氨的过程中，应将H2不断地通入_________极(填“阴”或“阳”)；
向另一电极通入N2，该电极的反应式为__________________________。
II．据报道，在一定条件下，N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，主要产物为NH3相应的反应方程式为：2N2(g)+6H2O(g) 
4NH3(g)+3O2(g)△H=Q
（1）上述反应的平衡常数表达式为_______________。
（2）取五份等体积N2和H2O的混合气体(物质的量之比均为1：3)，分别加入体积相同的恒容密闭容器中，在温度不相同的情况下发生反应，反应相同时间后，测得氮气的体积分数
(N2)与反应温度T的关系曲线如下图所示，则上述反应的Q________0(填“＞”、“＜”或“=”)。
（3）若上述反应在有催化剂的情况下发生，则下图所示的a、b、c、d四条曲线中，能表示反应体系能量变化的是_______(填字母代号)，图中△H绝对值为1530kJ·mol-1。
III．目前工业合成氨的原理是：N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g)△H=-93．0kJ·mol-1
回答下列问题：
结合II中的数据，则2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(g)的△H=___________。
（2）在一定温度下，将1molN2和3mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2．8mol。
①达平衡时，H2的转化率
______________。
②在相同条件下，若起始时只将NH3置于该容器中，达到平衡状态时NH3的转化率为a2，当a1+a2=1时，则起始时NH3的物质的量n(NH3)= _________mol。
新的研究表明二甲醚（DME）是符合中国能源结构特点的优良车用替代燃料，二甲醚催化重整制氢的反应过程，主要包括以下几个反应（以下数据为25℃、1.01×105Pa测定）：
①CH3OCH3(g) + H2O(l) 
2 CH3OH(l) △H＝＋24.52kJ/mol
②CH3OH(l) + H2O(l) CO2(g) + 3H2(g) △H＝＋49.01kJ/mol
③CO(g) + H2O(l) CO2(g) + H2(g) △H＝－41.17kJ/mol
④CH3OH(l) CO (g) + 2H2(g) △H＝＋90. 1kJ/mol
请回答下列问题：
（1）写出用二甲醚制H2同时全部转化为CO2时反应的热化学方程式___________。
（2）200℃时反应③的平衡常数表达式K=___________。
（3）在一常温恒容的密闭容器中，放入一定量的甲醇如④式建立平衡，以下可以作为该反应达到平衡状态的判断依据为___________。
A．容器内气体密度保持不变
B．气体的平均相对分子质量保持不变
C．CO的体积分数保持不变
D．CO与H2的物质的量之比保持1:2不变
（4）工业生产中测得不同温度下各组分体积分数及二甲醚转化率的关系如下图所示，
①你认为反应控制的最佳温度应为___________。
A．300～350℃ B．350～400℃ C．400～450℃ D．450～500℃
②在温度达到400℃以后，二甲醚与CO2以几乎相同的变化趋势明显降低，而CO、H2体积分数也以几乎相同的变化趋势升高，分析可能的原因是___________（用相应的化学方程式表示）。
（5）某一体积固定的密闭容器中进行反应②，200℃时达平衡。请在下图补充画出：t1时刻升温，在t1与t2之间某时刻达到平衡；t2时刻添加催化剂，CO2的百分含量随时间变化图像。
已知可逆反应2A（g）+B（g）
2C（g），向容积为0.5L的密闭容器中加入0.050mol A和0.025mol B，在500℃时充分反应，达平衡后测得
，放出热量Q1 kJ。
（1）能说明上述反应已经达到化学平衡状态的是______________（填字母编号）
a．v（C）=2v（B）
b．单位时间内生成2mol A的同时消耗1molB
c．容器内压强保持不变
d．容器内气体的密度保持不变
e．单位时间内生成1molB的同时生成2mol A
f．容器内气体的平均分子量保持不变
g．容器内气体的质量保持不变
h．容器内A物质的浓度是B物质的2倍
（2）上述反应中A的转化率a（A）= 。
（3）请写出上述反应的热化学方程式__________________。
（4）500℃时，上述反应的化学平衡常数K=____________________。
（5）一般，升高温度，化学反应的反应速率会增大。从以下图像中选择符合酶催化作用的化学反应速率随温度变化的特征 。
高炉炼铁过程中发生的主要反应为：Fe2O3(s） + 3CO(g）
2Fe(s） + 3CO2(g）。已知该反应在不同温度下的平衡常数列于表中：
| 温度/℃ |
1000 |
1150 |
1300 |
| 平衡常数 |
64.0 |
50.653 |
42.875 |
（1）写出该反应的平衡常数表达式：K=____ _____。
（2）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe2O3、CO各1.0 mol，反应经过l0 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2）= ；平衡时，c（CO）= 。
（3）欲提高（2）中CO的反应速率，可采取的措施是_____________。
A．减少Fe的量
B．增加Fe2O3的量
C．移出部分CO2
D．提高反应温度
E．减小容器的体积
F．加入合适的催化剂
（4）在1L的密闭容器中，1300℃条件，下列达平衡状态的是 。
| n(Fe2O3） |
0.350 |
0.027 |
0.080 |
0.080 |
| n(CO） |
0.010 |
0.010 |
0.010 |
0.050 |
| n(Fe） |
0.100 |
0.064 |
0.080 |
0.080 |
| n(CO2） |
0.035 |
0.088 |
0.040 |
0.050 |
（5）铁是国家的工业基础，下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀 ________。
(14 分)碳及其化合物应用广泛。
I．工业上利用CO和水在沸石分子筛表面反应制氢气，CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)
（1）向 1L恒容密闭容器中注入CO和H2O（g），830oC时，测得部分数据如下表。
| t/min |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
| n(CO)/mol |
0.200 |
0.160 |
0.125 |
0.099 |
0.080 |
0.080 |
| n(H2O)/mol |
0.300 |
0.260 |
0.225 |
0.199 |
0.180 |
0.180 |
则该温度下反应的平衡常数K=
（2）相同条件下，向 1L恒容密闭容器中，同时注入1molCO、1molH2O(g)、2molCO2和2molH2，此时
v（正） v（逆）（填“＞”“＝”或“＜”）
II．已知：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H1=－141kJ·mol－1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=－484kJ·mol－1
CH3OH（l）+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H3=－726kJ·mol－1
（3）利用CO、H2化合制得液态甲醇的热化学方程式为
Ⅲ．一种新型氢氧燃料电池工作原理如下图所示。
（4）写出电极A的电极反应式 ，放电过程中，溶液中的CO32-将移向电极 （填A或B）
（5）以上述电池电解饱和食盐水，若生成0.2mol Cl2，则至少需通入O2的体积为 L（标准状况）
已知合成氨的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH= -92.2KJ·mol－1，下表是合成氨反应在某温度下2.0L的密闭容器中进行时，测得的数据：
根据表中数据计算：
（1）反应进行到2小时时放出的热量为 KJ。
（2）1小时内N2的平均反应速率为
（3）此条件下该反应的化学平衡常数K= (保留两位小数)。
（4）反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入1.50mol N2、4.50mol H2，化学平衡向 方向移动（填“正反应”或“逆反应”或“不移动”），达新平衡时，H2物质的量与原平衡相比 ，NH3的体积分数与原平衡相比 （填“增大”或“减小”或“不变”）。
随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍关注
（1）目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1 L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：
CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g） △H＝－49．0kJ/mol
测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。
①反应开始到平衡，H2的平均反应速率v（H2）＝_________________mol/（L·min），
②H2的转化率为 ____________。
③下列措施中能使n（CH3OH）／n（CO2）增大的是___________。
| A．升高温度 |
| B．充入He（g），使体系压强增大 |
| C．将H2O（g）从体系中分离 |
| D．再充入1mol CO2和3mol H2 |
E、使用催化剂
F、缩小容器体积
（2）①反应进行到3 min时，同种物质的v正 与v逆的关系: v正 v逆 （填＞，＝，＜）
②上述反应平衡常数的表达式为 ，经计算该温度下此反应平衡常数的数值为 。
二氧化碳的捕集、利用与封存（CCUS）是我国能源领域的一个重要战略方向，CCUS或许发展成一项重要的新兴产业。
（1）已知：CH4（g） + 2O2（g）＝CO2（g） + 2H2O（g） ΔH1＝ a kJ•mol－1
CO（g） + H2O （g）＝CO2（g） + H2（g） ΔH2＝ b kJ•mol－1
2CO（g） + O2（g）＝2CO2（g） ΔH3 ＝ c kJ•mol－1
反应CO2（g） + CH4（g） ＝ 2CO（g） + 2H2（g） 的ΔH＝ kJ•mol－1。
（2）利用废气中的CO2为原料制取甲醇，反应方程式为：CO2＋3H2 
CH3OH＋H2O其他条件相同，该甲醇合成反应在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下反应相同时间后，CO2的转化率随反应温度的变化如图１所示。
①a点所代表的状态________（填“是”或“不是”）平衡状态。
②c点CO2的转化率高于b点，原因是_____________________________________。
（3）在实际生产中发现，随着甲醇的生成，还伴随有少量CO副产物出现：
，且CO2的转化率、甲醇的产率和CO含量除受浓度、度、压强等因素影响外，还受催化剂CuO的质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响（用空间流率表示）。通过实验分别得到如下数据图2、3：
①由图2得，最佳空间流率为 h-1；
②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比，并记录到达平衡所需的时间，得到如下表数据，试说明不选择单组份ZnO原因是 。
（4）用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃，起始时以0.1MPa，n（H2）：n（CO2）=3：1的投料比充入反应器中，发生反应：2CO2（g）+6H2（g） 
C2H4（g）+4H2O（g）△H，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图4所示：
①该进行的反应的△S 0（填：“>”或“<”）
②对于气体反应，用某组分（B）的平衡压强（pB）代替物质的量浓度（cB）也可以表示平衡常数（记作KP），则该反应的KP＝ 。
③为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是 （列举2项）。
随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫（SO2)排放量减少8%，氮氧化物（NOx)排放量减少10%.目前，消除大气污染有多种方法.
（1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx.已知：
CH4（g)+4NO2（g)=4NO（g)+CO2（g)+2H2O（g) △H=－574kJ·mol－1
CH4（g)+4NO（g)=2N2（g)+CO2（g)+2H2O（g) △H=－1160kJ·mol－1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 .
（2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：
2NO（g)+2CO（g)
N2（g)+2CO2（g)；△H＜0.若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示，该反应的化学平衡常数为K= .
若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将 移动（填“向左”、“向右”或“不”）.
20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是 （填序号）.
①加入催化剂 ②降低温度
③缩小容器体积 ④增加CO2的量
（3）肼（N2H4）用亚硝酸氧化可生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977.写出肼与亚硝酸反应的化学方程式 .
（4）如图所示装置可用于制备N2O5，则生成N2O5的那一极电极反应式为 .
(14分)雾霾由多种污染物形成，其中包含颗粒物（包括PM2.5在内）、氮氧化物（NOx）、CO、SO2等。化学在解决雾霾污染中有着重要的作用。
（1）已知：2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g） ΔH=－196.6 kJ·mol－1
2NO（g）+O2（g）2NO2（g） ΔH=－113.0 kJ·mol－1
则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g） ΔH= kJ·mol－1。
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的有 。
a．体系密度保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变
d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:5，则平衡常数K＝ 。
（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是 。
（3）下图是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。
①该脱硝原理中，NO最终转化为H2O和 （填化学式）。
②当消耗1 mol NH3和0.5 molO2时，除去的NO在标准状况下的体积为 L。
（4）NO直接催化分解（生成N2和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所示，写出NO分解的化学方程式 。
粤公网安备 44130202000953号