有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。
（1）甲中SO42-移向 极（填“铝片”或“镁片”）。写出甲中正极的电极反应式__________。
（2）乙中负极为________，总反应的离子方程式：_________________。此反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
（3）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断原电池中的正负极”这种做法_______（填“可靠”或“不可靠”）。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行性实验方案_____________（如可靠，此空可不填）。
工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：
CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g） ΔH
图1 （图中表示生成1mol物质时的能量） 图2
（1）根据图1请写出合成甲醇的热化学方程式
（2）该反应的逆反应速率随时间变化的关系如上图2。t1时改变了某种条件，改变的条件可能是 。
（3）判断反应达到平衡状态的依据是 (填字母序号)。
| A．2v(H2)(逆) =v(CO)(正) | B．混合气体的密度不变 |
| C．混合气体的平均相对分子质量不变 | D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 |
E．容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1:2:1
（4）在一定温度下，若将4a mol H2和2amol CO放入2L的密闭容器中，充分反应后测得CO的转化率为50％，则该反应的平衡常数为 。若此时再向该容器中投入a mol CO、2amol H2和amol CH3OH，判断平衡移动的方向是 （“正向移动”“逆向移动”或“不移动”）；与原平衡相比，CO的物质的量浓度 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（5）某甲烷燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环（见图）。A物质的化学式是_________；该原电池的负极反应式可表示为 。
燃煤废气中的氮氧化物（NOx）、二氧化碳等气体，常用下列方法处理，以实现节能减排、废物利用等。
（1）对燃煤废气进行脱硝处理时，常利用甲烷催化还原氮氧化物，如：
CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝－1160 kJ·mol－1
则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为 。
（2）将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：
2CO2(g) + 6H2(g) 
CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下表：
| 投料比[n(H2) / n(CO2)] |
500 K |
600 K |
700 K |
800 K |
| 1.5 |
45% |
33% |
20% |
12% |
| 2.0 |
60% |
43% |
28% |
15% |
| 3.0 |
83% |
62% |
37% |
22% |
①若温度升高，则反应的平衡常数K将 （填“增大”、“减小”或“不变”。下同）；若温度不变，提高投料比[n(H2) / n(CO2)]，则K将 。
②若用甲醚作为燃料电池的原料，请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式
。若通入甲醚（沸点为-24.9 ℃）的速率为1.12 L·min-1（标准状况），并以该电池作为电源电解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL，则通电30 s后理论上在阴极可析出金属铜 g。
根据所学知识，完成下列问题：
（1）化学反应可视为旧键断裂和新键生成的过程。键能是形成（或拆开）1 mol化学键时释放（或吸收）的能量。已知白磷和其燃烧产物P4O6的分子结构如图所示，现提供以下键能（kJ· mol-1）： P－P：198， P－O：360， O－O：498，白磷(P4)燃烧的热化学方程式为 。
（2）化学能与电能之间可以相互转化，以Fe、Cu、C(石墨)、CuSO4溶液、FeSO4溶液、Fe2(SO4)3溶液 、AgNO3溶液为原料，通过原电池反应实现2Fe3+ + Cu＝2Fe2+ + Cu2+,请你把下图补充完整，使之形成闭合回路，并用元素符号标明电极。甲池中电解液是 溶液；乙池中电解液是 溶液。（要求：甲、乙两池中电解质元素种类始终保持不变）
（3）某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物）其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
①对PM2.5空气样本用蒸馏水处理，制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：
| 离子 |
K+ |
Na+ |
NH4+ |
SO4２－ |
NO3－ |
Cl－ |
| 浓度/ mol•L-1 |
4×10-6 |
6×10-6 |
2×10-5 |
4×10-5 |
3×10-5 |
2×10-5 |
根据表中数据判断该试样的酸碱性为 ，试样的pH值=
②已知气缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g) 
2NO(g) 
H＞0
若1 mol空气含有0.8 molN2和0.2 molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8 × 10-4 mol.计算该温度下的平衡常数K= ___________；汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是 。
已知工业上合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H＜0。在一体积为2L的密闭容积中，加入0.20mol的N2和0.60mol的H2，反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示，
请回答下列问题：
（1） 写出该反应平衡常数的表达式K="_____"
（2）反应进行到4分钟到达平衡。请计算从反应开始到刚刚平衡，平均反应速率v(NH3) 为 ；
（3）5分钟时，保持其它条件不变，把容器的体积缩小一半，平衡 移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”）。化学平衡常数将 （填“增大”、“减少”或“不变”）。
（4）N2和H2的反应还有其它应用。如：有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，分别以N2、H2为电极反应物，以HCl—NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，试写出该电池的正极电极反应式 。
是汽车尾气中的主要污染物之一。
（1） 能形成酸雨，写出
转化为
的化学方程式:.
（2）汽车发动机工作时会引发和
反应，其能量变化示意图如下:
①写出该反应的热化学方程式:.
②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是。
（3）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低的排放。
①当尾气中空气不足时，在催化转化器中被还原成
排出。写出
被
还原的化学方程式：.
② 当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收生成盐。其吸收能力顺序如下：
.原因是.
（4）通过传感器可监测
的含量，其工作原理示意图如下:
①电极上发生的是反应(填"氧化"或"还原")。
②写出电极的电极反应式: .
（1）有人研究证明：使用氯气作自来水消毒剂，氯气会与水中有机物反应，生成如CHCl3等物质，这些物质可能是潜在的致癌致畸物质。目前人们已研发多种饮用水的新型消毒剂。下列物质不能作自来水消毒剂的是 （填序号）。
| A．明矾 | B．二氧化氯 |
| C．臭氧 | D．高铁酸钠(Na2FeO4) |
（2）高铁（VI）酸盐是新一代水处理剂。其制备方法有：次氯酸盐氧化法（湿法）和高温过氧化物氧化法（干法）等。湿法是在碱性溶液中用次氯酸盐氧化铁（III）盐，写出该法的离子方程式： 。
（3）用高铁（VI）酸盐设计的高铁（VI）电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应：3Zn+2K2FeO4+8H2O→3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
①写出正极发生的电极反应式： 。
②用高铁（VI）电池作电源，以Fe作阳极，以Cu作阴极，对足量KOH溶液进行电解，当有0.1molK2FeO4反应时，在电解池中生成H2 L（标准状况），同时生成Fe(OH)3= mol。
③下表列出了某厂排放的含锌废水中的含量及国家环保标准值的有关数据：
| |
含锌废水水质 |
经处理后的水国家环保标准值 |
| Zn2＋浓度/(mg·L－1) |
≤800 |
≤3.9 |
| pH |
1～5 |
6～9 |
经处理后的废水pH＝8，此时废水中Zn2＋的浓度为 mg/L（常温下，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×1017）， （填“符合”或“不符合”）国家环保标准。
图一是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，回答下列问题：
图一
（1）图一中气体A的俗称是_______________
（2）合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一步。已知有一组数据：破坏1mol氮气中的化学键需要吸收946 kJ能量；破坏0.5mol氢气中的H-H键需要吸收218kJ的能量；形成氨分子中1 mol N-H键能够释放389kJ能量。图二表示合成氨工业过程中能量的变化，请将图中①、②的能量变化的数值，填在下边的横线上。 
图二
① kJ ，② kJ
（3）煤化工产业的重要产品之一甲醇，是一种新型的汽车动力燃料，发达国家等一般通过CO和H2化合制备甲醇,该反应的化学方程式为：CO (g) + 2H2(g)
CH3OH(g)
①下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_______；
A. 容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B. 2v(H2)正 = v(CH3OH)逆
C. 容器中气体的压强保持不变
D. 单位时间内生成n molCO的同时生成2n mol H2
②在容积固定的恒温密闭容器中充入CO和H2发生上述反应，反应在第4 min时候达到其限度，此时容器中压强与反应前之比为3︰5，容器内物质的各种物质的量浓度如下表：
| 时间/浓度 |
c(CO)(mol/L) |
C(H2 )(mol/L) |
c(CH3OH)(mol/L) |
| 起始 |
0.200 |
0.300 |
0.000 |
| 第4 min |
a |
b |
c |
则b=__________________
（4）甲醇—空气燃料电池（DMFC)是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，其工作原理如下图所示，该燃料电池的电池反应式为2CH3OH (g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l)，则负极的电极反应式为______________________，正极附近pH值_______________(填写“增大”、“减小”或者“不变”)
科学家一直致力于“人工固氨”的新方法研究。目前合成氨技术原理为：
N2(g) +3H2(g) 
2NH3(g)+92.4 kJ/mol
673K，30MPa下，上述合成氨反应中n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如右图所示。
（1）下列叙述正确的是( )
A．点a的正反应速率比点b的大
B．点c处反应达到平衡
C．点d和点e处的n (N2)相同
D．773K，30MPa 下，反应至t2时刻达到平衡，则n(NH3)比图中e点的值大
（2）在容积为2.0 L恒容得密闭容器中充入0.80 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，673K、30MPa下达到平衡时，NH3的体积分数为20%。该条件下，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数值为：_____________。
（3）K值越大，表明反应达到平衡时( )。
A. H2的转化率一定越高 B．NH3的产量一定越大
C．正反应进行得越完全 D．化学反应速率越大
（4）1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温、常压下高转化率的电解合成氨。其实验装置如图。阳极的电极反应为：H2-2e
2H+，则阴极的电极反应为：_____________。
铝是最常见的金属之一。
（1）浓硝酸、浓硫酸可贮存在铝制容器的原因是 。
（2）纳米铝主要应用于火箭推进剂。工业上利用无水氯化铝与氢化铝锂（LiAlH4）在有机溶剂中反应制得纳米铝，化学方程式如下：3LiAlH4+AlCl3="4Al" + 3LiCl + 6H2↑
该反应的氧化剂为 。
（3）氢化铝钠（NaAlH4）是一种重要的储氢材料，已知：
NaAlH4(s)=
Na3AlH6 (s)+ 
Al (s) + H2(g) ΔH＝+ 37 kJ·molˉ1
Na3AlH6(s)="3NaH(s)+" Al (s) + 
H2(g) ΔH＝+ 70.5 kJ·molˉ1
则NaAlH4(s)=" NaH(s)" + Al (s) +H2(g) ΔH＝ 。
（4）已知H2O2是一种弱酸，在强碱性溶液中主要以HO2－形式 存在。目前研究比较热门的Al－H2O2燃料电池，其原理如右图所示，电池总反应如下：
2Al+3HO2－+3H2O =2[Al(OH) 4]－+OH－
①正极反应式为 。
②与普通锌锰干电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，Al－H2O2燃料电池的理论放电量约为普通锌锰干电池的______倍。
③Al电极易被NaOH溶液化学腐蚀，这是该电池目前未能推广使用的原因之一。反应的离子方程式为 。
某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。
请回答：
I．用图1所示装置进行第一组实验。
（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu做电极的是 （填字母序号）。
| A．铝 | B．石墨 | C．银 | D．铂 |
（2）N极发生反应的电极反应式为 。
（3）实验过程中，SO42- （填“从左向右”、“从右向左”或“不”）移动；
滤纸上能观察到的现象有 。
II．用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根（FeO42-）在溶液中呈紫红色。
（4）电解过程中，X极区溶液的pH （填“增大” 、“减小”或“不变”）。电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-==FeO42-+4H2O 和 。
（5）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少 g。
铜在工农业生产中有着广泛的用途。
（1）配制CuSO4溶液时需加入少量稀H2SO4，其原因是 （只写离子方程式）。
（2）某同学利用制得的CuSO4溶液，进行以下实验探究。
①图甲是根据反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4设计成铁铜原电池，请图甲中的横线上完成标注。
②图乙中，I是甲烷燃料电池的示意图，该同学想在II中实现铁上镀铜，则应在a处通入 (填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式为 ==4OH-；
若把II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.1molNaCl溶液400mL，当阳极产生的气体为448mL(标准状况下)时，溶液的pH= （假设溶液体积变化忽略不计)。
（3）电池生产工业废水中常含有毒的Cu2+等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去[室温下Ksp(FeS)＝6.3×10－18mol2·L－2，Ksp(CuS)＝1.3×10－36mol2·L－2]。请结合离子方程式说明上述除杂的原理：当把FeS加入工业废水中后，直至FeS全部转化为CuS沉淀，从而除去溶液中Cu2+。
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）。
下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：
(1)已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为：
它所对应反应的化学方程式为_______。
已知在一定温度下,在同一平衡体系中各反应及平衡常数如下：
则K1、K2、K3之间的关系为_______。
(2)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，发生如下反应：
， 该反应平衡常数随温度的变化如下：
该反应的逆反应方向是_______反应(填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，反应达到平衡时CO的转化率为_______。
(3)甲醇是一种新型的汽车动力燃料，可通过CO和H2化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为：
下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_______；
A. 容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B. 
C. 容器中气体的压强保持不变
D. 单位时间内生成n molCO的同时生成2n mol H2
(4)甲醇-空气燃料电池（DMFC)是一种高效能、轻污 染电动汽车的车载电池，其工作原理如下图所示，该燃料电池的电池反应式为
，则负极的电极反应式为_______。
(5) CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其
。 CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀。现将CaCl2溶液与
的Na2CO3溶液等体积混合，则生成沉淀时原CaCl2溶液的最小浓度为_______。
粤公网安备 44130202000953号
