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(14分)汽車作為一種現(xiàn)代交通工具正在進入千家萬戶,汽車尾氣中含有CO、NOx等有毒氣體,其污染問題也成為當今社會急需解決的問題。

(1)汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N2和O2反應,其能量變化示意圖如圖:

則該反應的熱化學方程式為 。

(2)對汽車加裝尾氣凈化裝置,可使CO、NOx有毒氣體相互反應轉化為無毒氣體。

2xCO+2NOx == 2xCO2+N2,當轉移電子物質的量為0.4x mol時,該反應生成標準狀況下的N2體積 L。

(3)一氧化碳是一種用途相當廣泛的化工基礎原料?梢赃原金屬氧化物,還可以用來合成很多有機物如甲醇等。在壓強為0.1 MPa條件下,將a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下反應生成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);△H= -b kJ?mol-1

①該反應的平衡常數(shù)表達式為 。

②若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產率的是 。

A.升高溫度 B.將CH3OH(g)從體系中分離

C.充入He,使體系總壓強增大 D.再充入1 mol CO和3 mol H2

③經測定不同溫度下該反應的平衡常數(shù)如下:

溫度(℃)

250

300

350

K

2.041

0.270

0.012

若某時刻、250℃測得該反應的反應物與生成物的濃度為c(CO) =0.4 mol/L、c(H2)=0.4 mol/L、c(CH3OH)=0.8 mol·L-1, 則此時v正 v逆(填>、<或=)。

(4)甲醇是重要的基礎化工原料,又是一種新型的燃料,最近有人制造了一種燃料電池,一個電極通入空氣,另一個電極加入甲醇,電池的電解質是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導O2-離子。該電池的正極反應式為_____________________________。電池工作時,固體電解質里的O2-向_______極移動。

(1)N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=+183 kJ/moL (2分) (2)2.24L (2分)

(3)①K= (2分) ②BD (2分) ③ < (2分)

(4)O2+4e-=2O2- (2分) 負 (2分)

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)化學反應的焓變等于反應物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和,結合能量變化示意圖知1molN2和1molO2生成2molNO的焓變?yōu)?183 kJ/moL,則該反應的熱化學方程式為N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=+183 kJ/moL;(2)反應2xCO+2NOx == 2xCO2+N2轉移的電子數(shù)為4x,當轉移電子物質的量為0.4x mol時,該反應生成標準狀況下的N2體積2.24L;(3)① 根據(jù)題給化學方程式和化學平衡常數(shù)表達式的書寫原則書寫,該反應的平衡常數(shù)表達式為K=;② A、合成甲醇的反應為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,甲醇的產率降低,錯誤;B、將CH3OH(g)從體系中分離,平衡正向移動,甲醇的產率增加,正確;C、容積不變的情況下充入He,使體系總壓強增大,平衡不移動,甲醇的產率不變,錯誤;D、再充入1 mol CO和3 mol H2相當于增大壓強,平衡正向移動,甲醇的產率增加,正確,選BD;③ 根據(jù)題給數(shù)據(jù)計算:Q==0.8 mol·L-1/(0.4 mol·L-1)3=12.5,250℃時,K=2.041,Q>K,反應逆向進行,則此時v正<v逆;(4)甲醇燃料電池,一個電極通入空氣,作正極,另一個電極加入甲醇,作負極,電池的電解質是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導O2-離子。該電池的正極反應式為O2+4e-=2O2- ;電池工作時,固體電解質里的O2-向負極移動。

考點:考查化學反應原理,涉及熱化學方程式的書寫、化學平衡和電化學。

練習冊系列答案
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隨著能源危機影響的加劇,全球尋找新能源的步伐加快,下列幾種能源中不屬于新能源的是

A.石油 B.風能 C.太陽能 D.潮汐能

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(12分)X、Y和W為原子序數(shù)依次遞增的短周期元素,X和Y同主族,Y的氫化物和W的氫化物具有相同的電子數(shù)。在中學范圍內X的單質只有氧化性,且是空氣的主要成份之一。

(1)寫出實驗室制取W2反應的離子方程式 。

(2)某小組設計如圖所示的裝置,分別研究YX2和W2的性質。

①分別通入YX2和W2,在裝置A中觀察到的現(xiàn)象是否相同 (填“相同”或“不相同”);若裝置D中裝的是鐵粉,當通入足量W2時觀察到的現(xiàn)象為 ;若裝置D中裝的是五氧化二釩(作催化劑),當通入足量YX2時,打開K通入適量X2,化學反應方程式為 ;

②若裝置B中裝有5.0mL 1.0×10-3mol/L的碘水,當通入足量W2完全反應后,轉移了5.0×10-5mol電子,該反應的化學方程式為 。

(3)某同學將足量的YX2通入一支裝有氯化鋇溶液的試管,未見沉淀生成,再向該試管中加入過量的下列溶液也無沉淀生成的是 (填字母)。

A.氨水

B.稀鹽酸

C.稀硝酸

D.氯化鈣

E.雙氧水

F.硝酸銀

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已知A、B、C、D、E是短周期中原子序數(shù)依次增大的5種主族元素,其中元素A、E的單質在常溫下呈氣態(tài),元素B的原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍,元素C在同周期的主族元素中原子半徑最大,元素D的合金是日常生活中常用的金屬材料。下列說法正確的是

A.元素A、B組成的化合物常溫下一定呈氣態(tài)

B.元素C、D的最高價氧化物對應的水化物之間不能發(fā)生反應

C.工業(yè)上常用電解法制備元素C、D、E的單質

D.化合物AE和CE含有相同類型的化學鍵

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下列有關說法錯誤的是

A.醫(yī)藥中常用酒精消毒,是因為酒精能使細菌蛋白質變性

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C.對廢舊電池回收處理是為了防止重金屬污染水源和土壤

D.綠色化學的核心是從源頭上減少和消除化工生產對環(huán)境的污染

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下列離子方程式書寫正確的是

A.碳酸氫鈣溶液和過量氫氧化鈣溶液混合:Ca2++2HCO3-+OH-=CaCO3↓+CO32-+H2O

B.CuCl2溶液與Na2S溶液2:1反應,Cu2++ S2-= CuS↓

C.用濃鹽酸酸化的KMnO4溶液與H2O2反應,證明H2O2具有還原性:2MnO + 6H+ + 5H2O2 = 2Mn2+ + 5O2↑ + 8H2O

D.向明礬溶液中滴加Ba(OH)2溶液,恰好使SO42-沉淀完全:2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH -=2 Al(OH)3↓+3BaSO4↓

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(12分)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素,其性質或結構信息如下表:

元素

A

B

C

D

E

性質

或結

構信

室溫下單質呈氣態(tài),原子最外層電子數(shù)與D相同

D3B中陽離子與陰離子的電子層結構相同

A和C可形成兩種常見的化合物甲和乙,乙具有弱酸性

單質質軟、銀白色固體、導電性強,在空氣中燃燒生成淡黃色固體

E的氣態(tài)氫化物和最高價氧化物對應的水化物均為強酸,C、D和E三種元素形成的一種鹽丙為某消毒液的主要成分

試回答以下問題

(1)B在周期表中的位置是 ,B的氫化物與E的氫化物比較,沸點較高的是 (填化學式)。

(2)D3B可與水反應生成2種堿性物質,請寫出這一化學方程式 。

(3)寫出丙的電子式為 。并說明丙在空氣中漂白的原理(用化學方程式表示) 。(請參考下表數(shù)據(jù))

電離常數(shù)

HClO

Ka=3.0×10-8

H2CO3

Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11

(4)由A、B、C、D四種元素中的三種元素組成的一種鹽丁,其外觀與氯化鈉相似,丁的水溶液呈堿性。將光亮的銅絲插入丁溶液中,沒有現(xiàn)象發(fā)生,如用鹽酸酸化,反應迅速發(fā)生,銅絲緩慢溶解生成深綠色溶液,寫出該反應的離子方程式 。

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在三個密閉容器中分別充入Ne、H2、O2三種氣體,當它們的溫度和密度都相同時,這三種氣體的壓強(p)從小到大的是

A.p (Ne) < p (H2) < p (O2) B.p (H2) < p (O2) < p (Ne)

C.p (O2) < p (Ne) < p (H2) D.p (H2) < p (Ne) < p (O2)

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下列關于物質的性質與應用相對應的是

A.氯氣有毒,不可用作自來水的殺菌消毒

B.FeCl3溶液能與Cu反應,可用于蝕刻印刷電路

C.硫粉具有還原性,可用于制造黑火藥

D.Na2O2具有強氧化性,可用作呼吸面具的供氧劑

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