化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。请回答下列问题：
（1）已知C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)，则该反应的平衡常数表达式为 。
（2）已知在一定温度下，
C（s）+CO2（g） 2CO（g） △H1
CO（g）+H2O（g） H2（g）+CO2（g） △H2
C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g） △H3
则△H1、△H2、△H3之间的关系是： 。
（3）通过研究不同温度下平衡常数可以解决某些实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应时，会发生如下反应： CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如表所示。
| 温度/℃ |
400 |
500 |
800 |
| 平衡常数K |
9.94 |
9 |
1 |
则该反应的正反应方向是 反应（填“吸热”或“放热”），在500℃时，若设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，则CO的平衡转化率为 。
（4）从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。对反应N2O4(g) 2NO2(g) △H＞0在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ：
A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
D．由状态A到状态B，可以用加热的方法
E．A、C两点的化学平衡常数：A=C
（5）工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2，再用下图装置电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4（阴离子交换膜只永许阴离子通过），阳极电极反应式为： ，阳极区逸出气体的成分为 （填化学式）。
安徽凹山铁矿坐落在马鞍山境内，矿床属于陆相火山一侵入岩型铁矿床，俗称“玢岩型”铁矿，是马钢重要的矿区之一。铁矿中被称为红帘石的铁矿含锰量高，锰是冶炼锰钢的重要原料。红帘石主要成分有磁铁矿Fe3O4、菱铁矿FeCO3、锰矿（MnO2和MnCO3）石棉Mg3Si3O7(OH)4等。工业上将红帘石处理后运用阴离子膜电解法的新技术提取金属锰并制的绿色高效水处理剂（K2FeO4）。工业流程如下：
（1）工业上为提高稀硫酸浸取效率一般采取的措施是（任意写两种方法）
① ②
（2）石棉化学式为Mg3Si3O7(OH)4也可以表示成氧化物形式，氧化物表达式为 。
（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：
| 离子 |
Fe3+ |
Al3+ |
Fe2+ |
Mn2+ |
Mg2+ |
| 开始沉淀的pH |
2.7 |
3.7 |
7.0 |
7.8 |
9.3 |
| 完全沉淀的pH |
3.7 |
4.7 |
9.6 |
9.8 |
10.8 |
过程②中加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣B的成分 。
（4）浸出液中以Mn2+形式存在，且滤渣A中无MnO2原因 。
（5）电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向；则A电极是直流电源的 极。实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为 。
（6）滤渣经反应④生成绿色高效水处理剂的离子方程式 。
K2FeO4被誉为绿色高效水处理剂的原因是 。
铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：
（1）黄铁矿（FeS2）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS2+8O2
Fe3O4+6SO2，有3mol FeS2参加反应，转移 mol电子。
（2）FeCl3溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式为 ；从腐蚀废液回收得到金属铜，还需要的试剂是 。
（3）与明矾相似，Fe2(SO4)3也可用作净水剂，在使用时发现Fe2(SO4)3并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是 。
（4）钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在下图虚线框中作出修改，并用箭头标出电子流动的方向。
运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意义。
（1）用CO可以合成甲醇。已知：
CH3OH(g)＋
O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.5 kJ·mol－1
CO(g)＋
O2(g)=CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
则CO(g)＋2H2(g) 
CH3OH(g) ΔH＝________kJ·mol－1
（2）下列措施中能够增大上述合成甲醇反应的反应速率的是________(填写序号)．
a．使用高效催化剂 b．降低反应温度
c．增大体系压强 d．不断将CH3OH从反应混合物中分离出来
（3）在一定压强下，容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②100 ℃时，该反应的化学平衡常数K＝________(mol·L－1)－2；
③在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a molH2，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（4）某科研小组用SO2为原料制取硫酸。
①利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式________________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式________________。
含铬化合物有毒，对人畜危害很大。因此含铬废水必须进行处理才能排放。
已知：
（1）在含＋6价铬的废水中加入一定量的硫酸和硫酸亚铁，使＋6价铬还原成＋3价铬；再调节溶液pH在6～8之间，使Fe3＋和Cr3＋转化为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀而除去。
①写出Cr2O72-与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：________________。
②用离子方程式表示溶液pH不能超过10的原因：____。
（2）将含＋6价铬的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe2＋和Cr2O72-发生反应，生成的Fe3＋和Cr3＋在阴极区与OH－结合成氢氧化物沉淀而除去。
①写出阴极的电极反应式：________________。
②电解法中加入氯化钠的作用是________________。
（3）铬化学丰富多彩，由于铬光泽度好，常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性能的不锈钢，CrO3大量地用于电镀工业中。
①CrO3具有强氧化性，遇到有机物(如酒精)时，猛烈反应以至着火，若该过程中乙醇被氧化成乙酸，CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3]。则该反应的化学方程式为____。
②CrO3的热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如右图所示，则B点时剩余固体的成分是________________(填化学式)。
运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意义。
（1）用CO可以合成甲醇。已知：
CH3OH(g)＋
O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.5 kJ·mol－1
CO(g)＋
O2(g)=CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
则CO(g)＋2H2(g) 
CH3OH(g) ΔH＝________kJ·mol－1
（2）下列措施中能够增大上述合成甲醇反应的反应速率的是________(填写序号)．
a．使用高效催化剂 b．降低反应温度
c．增大体系压强 d．不断将CH3OH从反应混合物中分离出来
（3）在一定压强下，容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②100 ℃时，该反应的化学平衡常数K＝________(mol·L－1)－2；
③在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a molH2，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（4）某科研小组用SO2为原料制取硫酸。
①利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式________________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式________________。
FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：
①检查装置的气密性；
②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成
④．．．．．．．．
⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封
请回答下列问题：
（1）装置A中反应的化学方程式为 。
（2）第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是 。
（3）操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号） 。
（4）装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂： 。
（5）在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
Ⅱ．该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。
（6）FeCl3与H2S反应的离子方程式为 。
（7）电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为 。
（8）综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：
①H2S的原子利用率为100%；② 。
亚磷酸（H3PO3）是二元酸，H3PO3溶液存在电离平衡：H3PO3 
H+ + H2PO3－。亚磷酸与足量NaOH溶液反应，生成Na2HPO3。
（1）①写出亚磷酸与少量NaOH溶液反应的离子方程式____________________________。
②某温度下，0.1000 mol·L－1的H3PO3溶液pH的读数为1.6，即此时溶液中c (H+) ＝ 2.5×10－2 mol·L－1，除OH－之外其他离子的浓度由小到大的顺序是 ，该温度下H3PO3电离平衡的平衡常数K= 。（H3PO3第二步电离忽略不计，结果保留两位有效数字）
③向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液至中性，所得溶液中
c(Na+)_______ c(H2PO3－)+ 2c(HPO32－)（填“＞”、 “＜” 或“=”）。
（2）亚磷酸具有强还原性，可使碘水褪色，该反应的化学方程式_______________________。
（3）电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸，装置示意图如下：
说明：阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过。
①阴极的电极反应式为________________________。
②产品室中反应的离子方程式为________________。
雾霾已经严重影响我们的生存环境。火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。
图22-1 图22-2 图22-3
（1）利用甲烷催化还原NOx：
①CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g) △H1=-574kJ•mol-1
②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H2=-1160kJ•mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
（2）将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H3
①取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线（见图22-1），则上述CO2转化为甲醇反应的△H3 0（填“＞”、“＜”或“=”）。
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图22-2所示。
下列说法正确的是 （填字母代号）。
| A．第10min后，向该容器中再充入1molCO2和3molH2，则再次达到平衡时c(CH3OH) ="1.5" mol/L |
| B．达到平衡时，氢气的转化率为0.75 |
| C．0～10分钟内，氢气的平均反应速率为0.075mol/（L•min） |
| D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16 |
E．升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)增大
（3）某种脱硫工艺中将烟气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1∶1，则该反应的化学方程为 。
（4）电化学降解NO3- 的原理如题22-3图所示。
①电源正极为 (填“A”或“B”)，阴极反应式为 。
②若电解过程中转移了1mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(△m左－△m右)为 g。
氮有多种氧化物，其中N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备收到人们的关注。
（1）一定温度下，在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应：2N2O5(g) 
4NO2(g)＋O2(g) ；⊿H＞0
①反应达到平衡后，若再通入一定量氩气，则N2O5的转化率将___（填“增大”、“减小”、“不变”）。
②下表为反应在T1温度下的部分实验数据：
| t/s |
0 |
500 |
1000 |
| c(N2O5)/mol·L—1 |
5.00 |
3.52 |
2.48 |
则500s内N2O5的分解速率为______________。
③一定温度下，在2L恒容密闭容器中加入2mol N2O5，达到平衡时，气体的压强为原来的
，(不考虑NO2聚合成N2O4)，则N2O5的转化率a1＝ ，该温度下反应的平衡常数K＝_______。
（2）如图所示装置可用于制备N2O5，则N2O5在电解池的__________区生成，其电极反应式为_________________________________。
（3）如图：V(NO):V(O2)＝3:1。当抽去NO和O2之间的隔板后，NO和O2反应后成NO2，部分NO2聚合成N2O4（N2O4此时为气态）。当体系达到平衡后，U形毛细管两端汞面高度差由反应前10cm变为7.1cm。假设温度不变，且隔板及U形毛细管的体积都忽略不计，此时混合气体的平均相对分子质量为__________。 
工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。
（1）若采用无隔膜法电解冷的食盐水时，Cl2会与NaOH充分接触，导致产物仅是NaClO和H2。无隔膜法电解冷的食盐水相应的离子方程式为 。
（2）氯碱工业耗能高，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①经精制的饱和NaCl溶液应从图中电解池的 （填写“左” 或“右”）池注入。
②图中X是____ __（填化学式）；乙中右室的电极反应式为： _ ，图示中氢氧化钠溶液质量分数a％与b％的关系是 （填字母）。
A. a%=b% B. a%﹥b% C. a%﹤b%
③甲中的离子交换膜为 （填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”）。
（3）氯碱工业的产物NaOH与不同物质反应可以生成不同的盐。已知常温下，浓度均为0.1 mol/L的4种钠盐溶液pH如下表：
| 溶质 |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
NaClO |
NaHSO3 |
| pH |
11.6 |
9.7 |
10.3 |
5.2 |
下列说法中，不正确的是 （填字母）
a．向氯水中加入NaHCO3，可以增大氯水中次氯酸的浓度
b．四种溶液中，水的电离程度最大的是NaClO
c．常温下，相同物质的量浓度的H2SO3、H2CO3、HClO，pH最大的是H2SO3
d．NaHSO3溶液中离子浓度大小顺序为c（Na+）> c（H+）>c（HSO3-） >c（SO32-）>c（OH-）
Ⅰ．在一体积为10L密闭的容器中，通入一定量的CO和H2O（g），在850℃时发生如下反应：CO(g)+H2O(g) 
CO2(g)+H2(g) △H＜0
（1）CO和H2O浓度变化如图，则0～4 min的平均反应速率ν(CO)＝_______ mol/（L·min），此时该反应的平衡常数为 。 
（2）当下列哪些物理量不再发生变化时，表明上述反应已达到平衡状态的是 。
| A．混合气体的压强 |
| B．混合气体的密度 |
| C．CO的物质的量浓度 |
| D．密闭容器中放出热量 |
E．ν(CO)与ν(CO2)的比值
Ⅱ．亚氯酸钠（NaClO2）是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如下。 
（3）配平Ⅰ中反应方程式 ClO3-+ H++ SO32-== ClO2↑+ SO42-+
（4）A的化学式是 ，。生成气体a的电极反应式 。
氨气是一种重要的化工产品，是生产铵盐、尿素等的原料。工业合成氨的反应如下:N2(g) +3H2(g) 
2NH3(g) △H=一92. 4 KJ·mol-1
（1）2NH3(g) N2(g) +3H2(g)在恒容密闭容器中达到平衡的标志有
①单位时间内生成3n mol H2:同时生成2n mol NH3②用NH3、N2、H2表示反应速率比为2∶1∶3 ③混合气体的密度不再改变 ④混合气体压强不再改变 ⑤混合气体平均相对分子质量不再改变
| A．①③④ | B．①②④⑤ | C．①④⑤ | D．②③④ |
（2）工业上常用CO2和NH3通过如下反应合成尿素[CO(NH2)2]。
t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10 molCO:和0. 40 molNH3 ,70 min开始达到平衡。反应中CO2 ( g)的物质的量随时间变化如下表所示:
| 时间／min |
0 |
30 |
70 |
80 |
100 |
| n(CO2) ／mol |
0.10 |
0.060 |
0.040 |
0.040 |
0.040 |
①20 min时，υ正(CO2 )_ 80 min时。υ逆(H2O)(填“>”、“=”或“<”)。
②在100 min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0. 050 mo1CO2和0. 20 molNH3，重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将_ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
③上述可逆反应的平衡常数为_ (保留二位小数)。
④根据表中数据在图甲中绘制出在t℃下NH3的转化率随时间变化的图像;保持其它条件不变;则(t+10)℃下正确的图像可能是 (填图甲中的“A”或“B”)。
⑤图乙所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素〔CO(NH2)2〕的碱性溶液制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为 ，若两极共收集到气体22. 4L(标
况)，则消耗的尿素为 g(忽略气体的溶解)。
资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式如下：
6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ，ΔH=—76.0 kJ·mol-1，该反应中每放出38 kJ热量，转移电子的物质的量为 mol.
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g) ΔH＜0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO20．2mol·L—1，H20.8mol·L—1， CH40.8mol·L—1，H2O1.6mol·L—1，起始充CO2和H2的物质的量分别为 、 。CO2的平衡转化率为
②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、II，在I中充人1 mot CO2,和4 molH2，在II中充人1 mol CH4和2 mol H2 O(g) , 300℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是 （填字母）。
| A．容器I、II中正反应速率相同 |
| B．容器I、II中CH4的物质的量分数相同 |
| C．容器I中CO2的物质的量比容器II中的多 |
| D．容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1 |
（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示：
①上述生产过程的能量转化方式是
②上述电解反应在温度小于900 0C时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为 ，阴极的电极反应式为
铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。
（1）铜可采用如下方法制备：
火法炼铜：Cu2S+O2
2Cu+SO2
湿法炼铜：CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
上述两种方法中，铜元素均被__________ (填“氧化”还是“还原”)成铜单质。
（2）印刷电路板上使用的铜需要回收利用。
用FeCl3溶液浸泡印刷电路板制备CuCl2·2H2O，实验室模拟回收过程如下：
①步骤1中反应的离子方程式是_______________。
②步骤2所加的氧化剂最适宜的是____________________。
A．HNO3 B．H2O2 C．KMnO4
③步骤3的目的是使溶液的pH升高到5，此时Fe3+浓度为__________
[Ksp(Fe(OH)3)=4×10-38]，可选用的“试剂1”是__________(写出一种即可)。
④蒸发浓缩CuCl2溶液时，要滴加浓盐酸，目的是_______________________ (用化学方程式并结合简要的文字说明)，再经冷却、结晶、过滤，得到CuCl2·2H2O。
（3）欲实现反应Cu+H2SO4(aq)＝CuSO4+H2↑，在你认为能实现该转化的装置中的括号内，标出电极材料(填“Cu”或“C”)。并写出电极反应式。
粤公网安备 44130202000953号