I．“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視，而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2，引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題：
(1)將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)：
CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下二組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組
溫度℃
起始量/mol
平衡量/mol
達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1．6
2．4
6
2
900
2
1
0．4
1．6
3
 
①實(shí)驗(yàn)1中以v （CO2）表示的反應(yīng)速率為                （保留兩位小數(shù)，下同）。
②該反應(yīng)為      （填“吸”或“放”）熱反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K=         。
(2)已知在常溫常壓下：
① 2CH3OH(l）＋ 3O2(g）＝ 2CO2(g）＋ 4H2O(g） ΔH ＝ －1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O2(g）＝ 2CO2(g）                  ΔH ＝ －566.0 kJ／mol
③ H2O(g）＝ H2O(l）                          ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：                     。
II．(1)海水中鋰元素儲量非常豐富，從海水中提取鋰的研究極具潛力。鋰是制造化學(xué)電源的重要原料。如LiFePO4電池某電極的工作原理如下圖所示：

該電池的電解質(zhì)為能傳導(dǎo)Li+的固體材料。放電時(shí)該電極是電池的    極（填“正”或“負(fù)”），該電極反應(yīng)式為         。
(2)用此電池電解含有0.1 mol/L CuSO4和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL，假如電路中轉(zhuǎn)移了0.02 mole－，且電解池的電極均為惰性電極，陽極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是       L，將電解后的溶液加水稀釋至1L，此時(shí)溶液的pH＝           。

Ⅰ．（1）①0.13mol/(L·min）(2分）  ②放(1分）   0.17(2分）
（2）CH3OH(l)+O2(g)＝CO(g)+2H2O(l）  ΔH ＝－442.8 kJ／mol (2分)
Ⅱ．（1）正(1分）       FePO4+e-+Li+＝LiFePO4 (2分）  （2）0.168(2分）   2(2分)

解析試題分析：Ⅰ．（1）①由表格數(shù)據(jù)和反應(yīng)的化學(xué)方程式可知可知，氫氣的物質(zhì)的量與CO2的物質(zhì)的量是相等的，則二氧化碳的濃度變化為1.6mol÷2L＝0.8mol/L，則v=0.8mol/L÷6min＝0.13mol/(L·min)；
②溫度升高，氫氣的含量減少，則升高溫度平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
H2O（g）+CO（g）CO2（g）+H2（g）
初始濃度   0.5mol/L   1mol/L       0          0
轉(zhuǎn)化濃度  0.2mol/L   0.2mol/l     0.2mol/l  0.2mol/l
平衡濃度 0.3mol/L  0.8mol/L     0.2mol/l  0.2mol/l
則K==0.17
(2)已知在常溫常壓下：① 2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋ 4H2O(g） ΔH ＝－1275.6 kJ／mol、
② 2CO (g)+ O2(g)＝2CO2(g） ΔH ＝－566.0 kJ／mol、③ H2O(g)＝H2O(l） ΔH＝－44.0 kJ／mol，則根據(jù)蓋斯定律可知（①－②+③×4）÷2即得到甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式CH3OH(l)+O2(g)＝CO(g)+2H2O(l）  ΔH ＝－442.8 kJ／mol。
Ⅱ．（1）放電時(shí)鐵元素的化合價(jià)由+3價(jià)降低到+2價(jià)，得到電子，因此是正極，電極反應(yīng)式為FePO4+e-+Li+＝LiFePO4；
（2）硫酸銅和氯化鈉的物質(zhì)的量均是0.01mol，由于通過0.02mol電子，因此銅離子青海方，氯離子不足，即氯離子完全放電后溶液中的氫氧根離子又放電。所以電解過程可以看做是3個(gè)階段，度÷第一階段相當(dāng)于是電解氯化銅，第二階段是電解硫酸銅，所以陽極產(chǎn)生氯氣是0.01mol÷2＝0.005mol，氧氣是（0.02mol－0.01mol）÷4＝0.0025mol，則體積共計(jì)是（0.005mol+0.0025mol）×22.4L/mol＝0.168L。氧氣是0.0025mol，則根據(jù)反應(yīng)式2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑可知產(chǎn)生氫離子的物質(zhì)的量是0.0025mol×4＝0.01mol，氫離子濃度是0.01mol÷1L＝0.01mol/L，則pH＝2。
考點(diǎn)：考查可逆反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算、蓋斯定律應(yīng)用以及電解原理的有關(guān)判斷

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

(17分)合成氨工業(yè)上常用下列方法制備H2：
方法：
方法：

試計(jì)算25℃時(shí)由方法②制備l000g H2所放出的能量為_________ kJ。
（2）在一定的條件下，將C(s)和H2O(g)分別加入甲、乙兩個(gè)密閉容器，發(fā)生反應(yīng)：
其相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

①T1_________T2（填“>”、“=”或“<”）；
T1℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K="_________" 。
②乙容器中，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到1.5min時(shí)，H2O(g)的物質(zhì)的量濃度范圍是_________。
③一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_________。
A．
B．混合氣體的密度保持不變

D．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
④某同學(xué)為了研究反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響，測得逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示：

可見在t1、t3、t5、t7時(shí)反應(yīng)都達(dá)了到平衡狀態(tài)，如果t2、t4、t6、t8時(shí)都只改變了一個(gè)反應(yīng)條件，則從t1到t8哪個(gè)時(shí)間段H2O (g)的平衡轉(zhuǎn)化率最低_________，t4時(shí)刻改變的條件是__________。
⑤在25 ℃時(shí)，c mol/L，的醋酸與0.02mol/L NaOH溶液等體積混合后溶液剛好呈中性，
用含c的代數(shù)式表示CH3COOH的電離常數(shù)Ka=_________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

以CO2為碳源制取低碳有機(jī)物成為國際研究焦點(diǎn)，下面為CO2加氫制取低碳醇的熱力學(xué)數(shù)據(jù)：
反應(yīng)Ⅰ： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)          ?H = —49．0  kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)     ?H = —173．6 kJ·mol-1
（1）寫出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：                     
（2）對反應(yīng)Ⅰ，在一定溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是     （選填編號)
a．反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物 b．平衡常數(shù)K不再增大
c．CO2的轉(zhuǎn)化率不再增大 d．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變　
（3）在密閉容器中，反應(yīng)Ⅰ在一定條件達(dá)到平衡后，其它條件恒定，能提高CO2轉(zhuǎn)化率的措施是    （選填編號）

A．降低溫度B．補(bǔ)充CO2C．加入催化劑D．移去甲醇
（4）研究員以生產(chǎn)乙醇為研究對象，在密閉容器中，按H2與CO2的物質(zhì)的量之比為3:1進(jìn)行投料，在5MPa下測得不同溫度下平衡體系中各種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)（y%）如下圖所示。表示CH3CH2OH組分的曲線是     ；圖中曲線Ⅱ和Ⅲ的交點(diǎn)a對應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)ya=     %（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

(5)一種以甲醇作燃料的電池示意圖如圖。寫出該電池放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式：                     。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一種理想，更是一種值得期待的新的生活方式。
（1）甲烷燃燒放出大量的熱，可作為能源用于人類的生產(chǎn)和生活。
已知：①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l） △H=" —1214" kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=" —566" kJ/mol
則表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式                                          。
（2） 將兩個(gè)石墨電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構(gòu)成甲烷燃料電池。其負(fù)極電極反應(yīng)式是：                             。
（3）某同學(xué)利用甲烷燃料電池設(shè)計(jì)了一種電解法制取Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)裝置（如下圖所示），通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時(shí)間不變色。下列說法中正確的是      （填序號）

A．電源中的a一定為正極，b一定為負(fù)極
B．可以用NaCl溶液作為電解液
C．A、B兩端都必須用鐵作電極
D．陰極發(fā)生的反應(yīng)是：2H+ + 2e－= H2↑
（4）將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入體積
為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)：
CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），得到如下三組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達(dá)到平衡所需時(shí)間/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實(shí)驗(yàn)1中，以v (H2)表示的平均反應(yīng)速率為              。
②實(shí)驗(yàn)3跟實(shí)驗(yàn)2相比，改變的條件可能是                 （答一種情況即可）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

乙醇汽油含氧量達(dá)35%,使燃料燃燒更加充分,使用車用乙醇汽油，尾氣排放的CO和碳?xì)浠衔锲骄鶞p少30%以上,有效的降低和減少了有害的尾氣排放。但是汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，對NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。NOx排入空氣中，形成酸雨，造成空氣污染。NOx中有一種紅棕色氣體，其溶于水的方程式是       。
（2）已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和。

物質(zhì)
NO2
N2O4
化學(xué)鍵
    N＝O
N—N
 N＝O
鍵能（kJ/mol）
466
167
438
 
寫出NO2轉(zhuǎn)化N2O4的熱化學(xué)方程式       。
（3）研究人員在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化劑，可有效降低NOx的排放。
① 寫出用CO還原NO生成N2的化學(xué)方程式       。
② 在實(shí)驗(yàn)室中模仿此反應(yīng)，在一定條件下的密閉容器中，測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況和n (NO)/n(CO)比例變化情況如下圖。

為達(dá)到NO轉(zhuǎn)化為N2的最佳轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該選用的溫度和n(NO)/n(CO)比例分別為       、       ；該反應(yīng)的?H       0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）用 CxHy(烴)催化還原NOx也可消除氮氧化物生成無污染的物質(zhì)。CH4與NO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為       。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

到目前為止，由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑螂娔苋匀皇侨祟愂褂米钪饕哪茉础?br />(1)化學(xué)反應(yīng)中放出的熱能(焓變，ΔH)與反應(yīng)物和生成物在反應(yīng)過程中斷鍵和形成新鍵過程中吸收和放出能量的大小有關(guān)。
已知：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH＝－185 kJ/mol，斷裂1 mol H—H鍵吸收的能量為436 kJ，斷裂1 mol Cl—Cl鍵吸收的能量為247 kJ，則形成1 mol H—Cl鍵放出的能量為       。
(2)燃料燃燒將其所含的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兯枰臒崮�。已知�?br />①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
②C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
③ 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下22.4 L氫氣和甲烷的混合氣體在足量的氧氣中充分燃燒反應(yīng)放出588.05 kJ的熱量，原混合氣體中氫氣的質(zhì)量是       。根據(jù)以上三個(gè)熱化學(xué)方程式，計(jì)算C(s，石墨)＋2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱ΔH為           。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

碳和氮的化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。
（1）在一恒溫、恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)： Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)，H<0。利用該反應(yīng)可以將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度達(dá)99．9％的高純鎳。對該反應(yīng)的說法正確的是     (填字母編號)。

A．增加Ni的量可提高CO的轉(zhuǎn)化率，Ni的轉(zhuǎn)化率降低
B．縮小容器容積，平衡右移，H減小
C．反應(yīng)達(dá)到平衡后，充入CO再次達(dá)到平衡時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)降低
D．當(dāng)4v[Ni(CO)4]=v(CO)時(shí)或容器中混合氣體密度不變時(shí)，都可說明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)
（2）CO與鎳反應(yīng)會造成鎳催化劑中毒。為防止鎳催化劑中毒，工業(yè)上常用SO2將CO氧化，二氧化硫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫。
已知：C(s)+O2(g)=CO(g)  H=-Q1 kJmol-1
C(s)+ O2(g)=CO2(g)   H=-Q2 kJmol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g)    H=-Q3 kJmol-1
則SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)  H=          。
（3）金屬氧化物可被一氧化碳還原生成金屬單質(zhì)和二氧化碳。圖28（3）是四種金屬氧化物（Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳還原時(shí)與溫度（t）的關(guān)系曲線圖。
700oC時(shí)，其中最難被還原的金屬氧化物是         (填化學(xué)式)，用一氧化碳還原該金屬氧化物時(shí)，若反應(yīng)方程式系數(shù)為最簡整數(shù)比，該反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)數(shù)值等于             。

（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理如上圖28（4）所示。該電池在使用過程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)式為              。
若該燃料電池使用一段時(shí)間后，共收集到20mol Y，則理論上需要消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為       L。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料，可制作燃料電池。
（1）已知：①=mol
②=mol 
③=mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式                      。
（2）生產(chǎn)甲醇的原料CO和H2來源于下列反應(yīng)：

①一定條件下的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖a。則          (填“<”、“>”或“="，下同)；A、B、C三點(diǎn)處對應(yīng)平衡常數(shù)()的大小關(guān)系為          ；

②100℃時(shí)，將1 mol 和2 mol 通入容積為1L的定容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是            (填序號)。
a．容器的壓強(qiáng)恒定
b．單位時(shí)間內(nèi)消耗0.1 mol CH4同時(shí)生成0.3 molH2
c．容器內(nèi)氣體密度恒定
d．
如果達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為0．5，則100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=           。
（3）某實(shí)驗(yàn)小組利用CO(g)、、KOH(aq)設(shè)計(jì)成如圖b所示的電池裝置，則該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為            。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

合成氯是人類研究的重要課題，目前工業(yè)合成氨的原理為：
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93．0kJ/mol
（1）某溫度下，在2 L密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測得數(shù)據(jù)如下

           時(shí)間/h
物質(zhì)的量/mol
0
1
2
3
4
N2
2．0
1．83
1．7
1．6
1．6
H2
6．0
5．49
5．1
4．8
4．8
NH3
0
0．34
0．6
0．8
0．8
 
①0~2 h內(nèi)，v（N2）=           。
②平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為____；該溫度下，反應(yīng)2NH3(g)  N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)K=  。
③若保持溫度和體積不變，起始投入的N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol、c mol，達(dá)到平衡后，NH3比的濃度與上表中相同的為      （填選項(xiàng)字母）。
A．a(chǎn)=l、b=3．c=0        B．a(chǎn)=4、b=12、c=0
C．a(chǎn)=0、b=0．c=4       D．a(chǎn)=l、b=3、c=2
（2）另據(jù)報(bào)道，常溫、常壓下，N2在摻有少量氧化鐵的二氧化鈦催化劑表面能與水發(fā)生反應(yīng)，生成NH3和O2。已知：H2的燃燒熱ΔH=-286kJ/mol，則陪制NH3反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為        。
（3）采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H'），通過電解法也可合成氨，原理為：
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。在電解法合成氨的過程申，應(yīng)將N2不斷地通入  ___極，該電極反應(yīng)式為                      。

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