甲醇既可用于基本有机原料，又可作为燃料用于替代矿物燃料。
（1）以下是工业上合成甲醇的两个反应：
反应I： CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g） ΔH1
反应II：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）+ H2O（g） ΔH2
① 上述反应符合“原子经济”原则的是 （填“I”或“II”）。
② 下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）。
| 温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
| K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
由表中数据判断反应I为______热反应（填“吸”或“放”）。
③ 某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝ 0．2 mol／L，则CO的转化率为 ，此时的温度为 （从表中选择）。
（2） 已知在常温常压下：
① 2CH3OH（l）＋3O2（g）＝2CO2（g）＋4H2O（g） ΔH1 kJ／mol
② 2CO（g）+ O2（g）＝ 2CO2（g） ΔH2 kJ／mol
③ H2O（g）＝ H2O（l） ΔH3 kJ／mol
则反应CH3OH（l）+ O2（g）＝ CO（g）+ 2H2O（l） ΔH＝ kJ／mol
（3）现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O2‾7)时，实验室利用下图装置模拟该法：
① N电极的电极反应式为 。
② 请完成电解池中Cr2O2‾7转化为Cr3+的离子反应方程式：
Cr2O7 2‾+ Fe2+ + [ ] ═= Cr3++ Fe3++ H2O
（4） 处理废水时，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去，当c(Cr3+)=1×10‾5 mol•L﹣1时，Cr3+沉淀完全，此时溶液的pH= 。(已知， Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10‾31，lg2=0.3)
美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池。其构造如图所示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中进入，并在电极表面放电。
（1）a是_____________极(填正或负)，b是___________极(填正或负)，电极反应式分别为：a__________________，b_______________。
（2）下图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：
2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O
①请回答：甲池是 装置，B（石墨）电极的名称是 。
②写出下列电极反应式：通入CH3OH的电极的电极反应式是 ，A（Fe）电极的电极反应式为 。
③乙池中反应的化学方程式为 。
④当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上转移电子 mol。
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式。
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
① 已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)＝2Fe(s)＋3CO(g) ΔH1＝ +489.0 kJ/mol
C(石墨)＋CO2(g)＝2CO(g) ΔH2＝+172.5 kJ/mol
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为 ；
②氯化钯(PdCl2)溶液常被应用于检测空气中微量CO，PdCl2被还原成单质，反应的化学方程式为 ；
（2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入C3H8和O2构成丙烷燃料电池。
① 负极电极反应式是： ；
②某同学利用丙烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示)，通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是 (填序号)
A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是：2H+＋2e－＝H2↑
（3）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
CO(g)＋H2O(g) 
CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：
| 实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
|
| H2O |
CO |
CO2 |
|||
| 1 |
650 |
2 |
4 |
1.6 |
5 |
| 2 |
900 |
1 |
2 |
0.4 |
3 |
| 3 |
900 |
1 |
2 |
0.4 |
1 |
①该反应的正反应为 (填“吸”或“放”)热反应；
②实验2中，平衡常数K＝ ；
③实验3跟实验2相比，改变的条件可能是 (答一种情况即可)
下图为相互串联的甲乙两个电解池，请回答：
（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A是 极，材料是 电极反应为 ，B是 极，材料是 ，电极反应为 ，[电解质溶液为 。（注：杂质发生的电极反应不必写）电解后，原溶液中溶质的物质的量浓度 。（填“变大”“变小”和“不变”）
（2）乙池中若滴入少量酚酞试液，开始一段时间后，Fe极附近呈 色。
（3）若甲槽阴极增重12．8 g，则乙槽阳极放出气体在标准状况下的体积为 。
（4）若乙槽剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为
氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛
（1）传统工业上利用氨气合成尿素
①以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下：
2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2CO2NH4(s) ΔH＝－159.47 kJ·mol－1
NH2CO2NH4(s)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝+ 72.49 kJ·mol－1
反应2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝ kJ·mol－1。
②液氨可以发生电离：2NH3(l)
NH2－ + NH4＋，COCl2和液氨发生“复分解”反应生成尿素，写出该反应的化学方程式 。
（2）氨气易液化，便于储运，可利用NH3作储氢材料
已知：2NH3(g)N2(g) + 3H2(g) ΔH＝+92.4 kJ·mol－1
① 氨气自发分解的反应条件是 （填“低温” 或 “高温”）。
②其他条件相同，该反应在不同催化剂作用下反应，相同时间后，氨气的转化率随反应温度的变化如右图所示。
在600℃时催化效果最好的是 （填催化剂的化学式）。c点氨气的转化率高于b点，原因是 。
（3）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物，把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池（电极为惰性材料）进行电解除去NH3，净化污水。该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2。
①写出电解时A极的电极反应式： 。
②写出第二步反应的化学方程式： 。
（一）已知水的电离平衡曲线如图所示，试回答下列问题：
（1）E对应的温度下，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_______ _
（2）B对应温度下，将pH＝11的苛性钠溶液V1 L与pH＝1的稀硫酸V2 L混合（设混合后溶液的体积与原两溶液体积之和），所得混合溶液的pH＝2，则V1∶V2＝___________________
（二）膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置图如下。
（1）A装置是________________，B装置是____________（填“原电池”或“电解池”）。
（2）N2O5在电解池的______________（填“c极”或“d极”）区生成，其电极反应式为__________________
（3）A装置中通入SO2一极的电极反应式为
（4）若A装置中通入SO2的速率为2．24 L·min－1（标准状况），为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则左侧水的流入速率应为_______________mL·min－1。
面对能源枯竭的危机，提高能源利用率和开辟新能源是解决这一问题的主要方向。
（1） “生物质”是由植物或动物生命体衍生得到的物质的总和。生物质能主要是指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量．秸秆、杂草等废弃物经微生物发酵之后，便可以产生沼气，利用沼气是解决人类能源危机的重要途径之一。下面说法不正确的是( )
| A．利用生物质能就是间接利用太阳能，生物质能是可再生能源 |
| B．生物质能是解决农村能源的重要途径之一 |
| C．生物质能的缺点是严重污染环境 |
| D．若建立沼气发电站，则可以实现把生物质能转化为电能 |
（2）工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO和H2，已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为 -890.3 KJ·mol-1、-285.8 KJ·mol-1、-283.0 KJ·mol-1，则该重整的热化学方式为 ；
（3）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：
C(s) +CO2(g )
2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：已知气体分压(P分 )＝气体总压(P总 )×体积分数，则925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数＝ 。T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡 （填“正向移动、逆向移动、不移动”）。
（4）如下图是一个二甲醚(CH3OCH3)燃料电池工作时的示意图，
①若乙池为粗铜的电解精炼，电解质为硫酸铜，则N电极材料为 。
②若乙池中M、N为惰性电极，电解质为足量硝酸银溶液，写出乙池中电解的化学方程式 。乙池中某一电极析出金属银2.16g时，溶液的体积为200mL，则常温下乙池中溶液的pH为 。
③通入二甲醚的铂电极的电极反应式为 。若该电池的理论输出电压为1.0V，则该电池的能量密度＝ kW·h·kg-1(结果保留小数点后一位)．(能量密度＝电池输出电能/燃料质量，1kW·h＝3.6×106J，法拉第常数F＝9.65×l04C·mol-1 )。
(12分)某反应中反应物与生成物有：FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu。
（1）将上述反应设计成原电池如图甲所示，请回答下列问题：
①图中X溶液的溶质是____（填化学式），Cu电极上发生的电极反应方程式为 。
②原电池工作时，盐桥中的_____________ (填“K＋”或“Cl－”)不断进入X溶液中。
（2）将上述反应设计成电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量关系如图丙，请回答下列问题：
①M是直流电源的__________极；图丙中的②线是_________的物质的量的变化。
②当电子转移为2mol时，向乙烧杯中加入________ L5mol·L－1NaOH溶液，才能使溶液中所有的金属阳离子沉淀完全。
（3）铁的重要化合物高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。
①高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为Fe＋2NaOH＋2H2O
Na2FeO4＋3H2↑，则电解时阳极的电极反应方程式为__________________________________。
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为___________________________________。
甲烷作为一种新能源在化工领域应用广泛，请回答下列问题：
（1）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ；ΔH＝+260 kJ·mol－1
已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ；ΔH＝﹣566 kJ·mol－1
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为： _____________________.
（2）如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①a处应通入_____（填“CH4”或“O2”），b处电极上发生的电极反应式是：
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH值_____（填写“变大”“变小”或“不变”，下同），装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度 .
③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH―以外还含有_____（忽略水解）.
④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化为12.8 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷_______L（标准状况下）.
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。
（1）在下图装置中，观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图 2 装置中铜电 极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体。
图 2 装置中铬电极的电极反应式______________________
（2）最近赣州酒驾检查特别严，利用 CrO3具有强氧化性，有机物（如酒精）遇到 CrO3时，猛烈反应，CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3]，另该过程中乙醇被氧化成乙酸， 从而增强导电性，根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为_________________________
（3）虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀，但 生产成本高，生活中很多情况下还是直接使用钢铁，但易腐蚀， 利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒，为 减缓铁的腐蚀，开关 K 应置于________处。若 X 为锌，开关K 置于________处。
（4）CrO3 和 K2Cr2O7 均易溶于水，这是工业上造成铬污染的 主要原因。净化处理方法之一是将含＋6 价 Cr 的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入 适量的 NaCl 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－结合生成 Fe(OH)3和 Cr(OH)3沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)3 ＝ 3.0×10-31， KspCr(OH)3 ＝ 6.0×10-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe3+)为 2.0×10－6 mol·L1，则溶液中c(Cr3+)为______________mol·L-1。
工业废水随意排放会造成严重污染，根据成分不同可采用不同的处理方法。
（1）电池生产工业废水中常含有Cu2+等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。已知室温下Ksp(FeS)＝6.3×10－18mol2·L－2，Ksp(CuS)＝1.3×10－36mol2·L－2。
①请用离子方程式说明上述除杂的原理______________________。
②FeS高温煅烧产生的SO2气体通入下列溶液中，能够产生沉淀的是_________（填序号）
A．Ba(NO3)2 B．BaCl2
C．Ba(OH)2 D．溶有NH3的BaCl2溶液
③已知元素在高价态时常表现氧化性，若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀，则生成CuCl的离子方程式是___________。
（2）电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72-）时，在废水中加入适量NaCl，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在如下反应Cr2O72+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，最后Cr3+ 以Cr(OH)3形式除去，下列说法不正确的是______（填序号）
A．阳极反应为Fe-2e-═Fe2+
B．电解过程中溶液pH减小
C．过程中有Fe（OH）3沉淀生成
D．电路中每转移12 mol电子，最多有2mol Cr2O72-被还原
（3）废氨水可以转化成氨，氨再设计成碱性燃料电池。右图是该燃料电池示意图，产生的X气体可直接排放到大气中，a电极作_________极（填“正”“负”“阴”或“阳”），其电极反应式为___________。
I．炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红色锈斑。请回答：
写出铁锅腐蚀时正极的电极反应式： 。
II．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：
（1）溶液A的溶质是 ；
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是 ；
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用平衡移动移动原理解释盐酸的作用: 。
Ⅲ.（1）按右图电解氯化钠的稀溶液可制得漂白液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式： ；
（2）将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到的（3）现象是 。
如图所示的电解装置中，乙池盛有200mL饱和CuSO4溶液，丙池盛有200mL饱和NaCl溶液．通电一段时间后，C极增重0.64g，则：
（1）P是电源的_________极。甲池中，A极的质量_________g。电解一段时间，甲池溶液的pH为_________。（2）D极的电极反应式为 ，丙池电解反应的总离子方程式为 。
相同状况下，D电极与E电极产生的气体体积比为_______________。
（3）若乙池溶液通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1mol的Cu（OH）2后恰好恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的数目为__________________。（用NA表示）
NH4NO3主要用作肥料、军用炸药、冷冻剂、制造笑气等。
（1）铵态氮肥NH4NO3________(填“能”或“不能”)与草木灰混合施用，用盐类水解的知识简述原因__________。
（2）NH4NO3受热分解温度不同，分解产物也不同。在185～200°C时，NH4NO3分解生成笑气(N2O)和水，分解生成的氧化产物与还原产物的质量比为__________。超过400°C，NH4NO3剧烈分解生成N2、NO2和H2O，并发生爆炸，若32g NH4NO3爆炸放出12.3 kJ的热量，则NH4NO3分解爆炸的热化学方程式为______________。
（3）电解NO制备 NH4NO3，其工作原理如图所示，阴极反应式为___________________；电解反应的总方程式为___________________；为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是__________。
电解原理在化学工业中有着广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与右图中电解池相连，其中，a为电解液，X和Y是两块电极板，则：
（1）若X、Y依次为铜和铁，a仍为CuSO4溶液，且反应过程中未生成Fe3+，则Y极的电极反应式为
（2）若用此装置电解精炼铜， 做阳极，电解液CuSO4的浓度 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）PbO2可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为 ；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为 。
（4）如图：A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序为 （填字母序号）。
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