F单元化学反应与能量F1化学反应与能量变化4．E2、E3、B3、F1[2015·江苏卷]在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是( )A．元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B．Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)>r(Mg)C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性D．该反应中化学能全部转化为热能4．C [解析]碳的同素异形体除金刚石和石墨外，还存在C60等同素异形体，A项错误；Mg的电子层数比Mg2＋多，所以半径r(Mg)>r(Mg2＋)，B项错误；反应方程式为2Mg＋CO22MgO＋C，还原剂为Mg，还原产物为C，根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性知，Mg的还原性强于C，C项正确；燃烧过程中化学能除了转化为热能外还转化为光能等其他能量，D项错误。9．E3、F1[2015·北京卷]最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：图0下列说法中正确的是( )A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O生成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程9．C [解析]由图示可知CO和O生成CO2是放热反应，A错误；由状态Ⅰ、状态Ⅱ可知CO没有断键，B错误；CO2中碳氧键为极性键，C正确；状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，不是O2分子，D错误。27．F1、F2、G2、G3[2015·全国卷Ⅱ]甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3回答下列问题：(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下：化学键H—HC—OC≡OH—OC—HE/(kJ·mol－1)4363431076465413`由此计算ΔH1＝________kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58kJ·mol－1，则ΔH3＝________kJ·mol－1。(2)反应①的化学平衡常数K表达式为____________；图(a)中能正确反映平衡常数K\n随温度变化关系的曲线为________(填曲线标记字母)，其判断理由是______________________________________________________。(a)(b)图0(3)合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图(b)所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________；图(b)中的压强由大到小为________，其判断理由是____________________________________________。27．(1)－99 ＋41(2)K＝[或Kp＝] a 反应①为放热反应，平衡常数数值应随温度升高而变小(3)减小 反应①为放热反应，升高温度时，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，升高温度时，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低 p3>p2>p1 相同温度下，由于反应①为气体分数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，有利于CO的转化率升高[解析](1)根据反应热＝断开旧键吸收的总能量－形成新键释放的总能量，ΔH1＝(1076＋436×2)kJ·mol－1－(413×3＋343＋465)kJ·mol－1＝－99kJ·mol－1。②式－③式可得①式，故ΔH2－ΔH3＝ΔH1，ΔH3＝－58kJ·mol－1－(－99kJ·mol－1)＝41kJ·mol－1。(2)反应①为放热反应，温度升高平衡逆向移动，平衡常数K减小，a曲线正确。28．F1、G4、G5、H5[2015·全国卷Ⅰ]碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：(1)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。该反应的还原产物为____________。(2)上述浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子。取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3\n溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中为______________。[已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17](3)已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11kJ·mol－1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。(4)Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为________________。②上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表示)。若k正＝0.0027min－1，在t＝40min时，v正＝________min－1。③由上述实验数据计算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的关系可用如图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为________(填字母)。28.(1)MnSO4或(Mn2＋)(2)4.7×10－7(3)299(4)① ② 1.95×10－3③A、E[解析](1)海藻中的碘应为I－，与MnO2和H2SO4反应的离子方程式为2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O，还原产物为MnSO4。(2)Ksp(AgCl)＝1.8×10－10>Ksp(AgI)＝8.5×10－17，当AgCl开始沉淀时，AgI已经沉淀，即AgCl、AgI均达沉淀溶解平衡状态，此时溶液中＝＝＝4.7×10－7。(3)设HI的键能为x，则有2x－436kJ·mol－1－151kJ·mol－1＝＋11kJ·mol－1，解得x＝299kJ·mol－1。(4)①根据表格中数据分析知HI的起始物质的量为1mol,120min分解反应达平衡状态，HI的平衡物质的量为0.784mol，三行式计算表示如下： 2HI(g) H2 (g)＋I2(g)\nn0： 1mol 0 0Δn： 0.216mol 0.108mol 0.108moln平： 0.784mol 0.108mol 0.108mol2HI(g)H2(g)＋I2(g)为气体分子数不变的反应，K值计算如下：K＝。②平衡时v正＝v逆，k正x2(HI)＝k逆x(H2)x(I2)，则＝＝K，则k逆＝。若k正＝0.0027min－1，在t＝40min时，v正＝0.0027min－1×0.852＝1.95×10－3min－1。③该反应是吸热反应，升高温度，正逆反应速率增大，而平衡正向移动，HI的物质的量分数降低，H2的物质的量分数升高，故平衡时v正和v逆分别对应A点、E点。30．F1、F2、G1、G2[2015·山东卷]合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。(1)一定温度下，某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。图0在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐渐增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s) ΔH1(Ⅰ)；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应(Ⅰ)中z＝________(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v＝________mL·g－1·min－1。反应(Ⅰ)的焓变ΔH1________0(填“>”“＝”或“<”)。(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η(T1)________η(T2)(填“>”“＝”或“<”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的________点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过________或________的方式释放氢气。(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时，该反应的热化学方程式为____________________________________________________________。已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋165kJ·mol－1CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－130．(1) 30 < (2)> c 加热 减压(3)CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)ΔH＝－206kJ·mol－1[解析](1)根据反应：zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)，由原子守恒可得：zx＋2＝zy，则z(y\n－x)＝2，故z＝。根据速率的定义，v＝240mL÷2g÷4min＝30mL·g－1·min－1。由AB段向A′B′段做垂线，可知升高温度，H/M增大，故该反应放热，即ΔH＜0。(2)图中T1温度下，AB段长，说明最大吸氢量占总吸氢量的比例高，即η(T1)>η(T2)；当反应(Ⅰ)处于a点时，向恒容体系中通入H2，平衡向右移动，则达到平衡后可能处于图中c点。该合金可以通过减压或升温的方式，使其释放氢气。(3)根据盖斯定律，将下式－上式得：CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)，则ΔH＝－41kJ/mol－165kJ/mol＝－206kJ/mol。11．A4、B1、C3、F1、F3[2015·四川卷]为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。 图0活化硫铁矿还原Fe3＋的主要反应为FeS2＋7Fe2(SO4)3＋8H2O===15FeSO4＋8H2SO4，不考虑其他反应。请回答下列问题：(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是________________________________________。(2)检验第Ⅱ步中Fe3＋是否完全还原，应选择________(填字母编号)。A．KMnO4溶液B．K3[Fe(CN)6]溶液C．KSCN溶液(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2＋不沉淀，滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是__________________________________________。(4)FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25℃，101kPa时：4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH＝－1648kJ/molC(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393kJ/mol2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)ΔH＝－1480kJ/molFeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是________________________________________________。(5)FeSO4在一定条件下制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S，正极反应式是__________________________。(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%。将akg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO3________kg。11．(1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O\n(2)C(3)Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋水解产生H＋(4)4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g) ΔH＝－260kJ/mol(5)FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S或FeS2＋4e－===Fe＋2S2－(6)0.0118ab－0.646c或－[解析](1)碱性氧化物(Fe2O3)与酸(H2SO4)反应生成盐[Fe2(SO4)3]和水。(2)Fe3＋的检验应选择KSCN溶液，C项正确；A、B项均为检验Fe2＋溶液所需的试剂。(3)调节溶液pH时，FeCO3生成Fe2＋，然后通入氧气：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，Fe3＋水解溶液显酸性，Fe3＋在pH为3.4左右完全沉淀，故溶液pH减小。(4)将所给热化学方程式依次标号为①、②、③，根据盖斯定律：①＋②×4－③×②得4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g) ΔH＝－260kJ/mol。(5)正极发生还原反应：由方程式知FeS2(Fe显＋2价)Fe(Fe显＋0价)、FeS2(S显－1价)Li2S(S显－2价)，知正极反应式为FeS2＋4e－＋4Li＋===Fe＋2Li2S或FeS2＋4e－===Fe＋2S2－。(6)加入FeCO3的目的是中和剩余H2SO4和生成的H2SO4，根据化学方程式Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O和FeS2＋7Fe2(SO4)3＋8H2O===15FeSO4＋8H2SO4知1molFe2O3生成FeSO4实际消耗molH2SO4，根据化学方程式FeCO3＋H2SO4===FeSO4＋H2O＋CO2↑知1molFeCO3生成FeSO4消耗1molH2SO4，根据两个反应消耗的硫酸之和为akg×b%可计算加入FeCO3的量，即：akg×b%＝ckg×50%×96%××98kg·kmol－1÷160kg·kmol－1＋xkg×98kg·kmol－1÷116kg·kmol－1，解得x＝－＝0.0118ab－0.646c。F2反应热的计算与重要的反应热6．F2[2015·重庆卷]黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH＝xkJ·mol－1已知：碳的燃烧热ΔH1＝akJ·mol－1S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝bkJ·mol－12K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)ΔH3＝ckJ·mol－1则x为( )A．3a＋b－cB．c－3a－bC．a＋b－cD．c－a－b6．A [解析]根据题意得：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝akJ·mol－1 ①S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝bkJ·mol－1 ②2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝ckJ·mol－1 ③根据盖斯定律，由①×3＋②－③可得：S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)，则ΔH＝xkJ·mol－1＝(3a＋b－c)kJ·mol－1。30．F1、F2、G1、G2[2015·山东卷]\n合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。(1)一定温度下，某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。图0在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐渐增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s) ΔH1(Ⅰ)；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应(Ⅰ)中z＝________(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v＝________mL·g－1·min－1。反应(Ⅰ)的焓变ΔH1________0(填“>”“＝”或“<”)。(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η(T1)________η(T2)(填“>”“＝”或“<”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的________点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过________或________的方式释放氢气。(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时，该反应的热化学方程式为____________________________________________________________。已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋165kJ·mol－1CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－130．(1) 30 < (2)> c 加热 减压(3)CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)ΔH＝－206kJ·mol－1[解析](1)根据反应：zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)，由原子守恒可得：zx＋2＝zy，则z(y－x)＝2，故z＝。根据速率的定义，v＝240mL÷2g÷4min＝30mL·g－1·min－1。由AB段向A′B′段做垂线，可知升高温度，H/M增大，故该反应放热，即ΔH＜0。(2)图中T1温度下，AB段长，说明最大吸氢量占总吸氢量的比例高，即η(T1)>η(T2)；当反应(Ⅰ)处于a点时，向恒容体系中通入H2，平衡向右移动，则达到平衡后可能处于图中c点。该合金可以通过减压或升温的方式，使其释放氢气。(3)根据盖斯定律，将下式－上式得：CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)，则ΔH＝－41kJ/mol－165kJ/mol＝－206kJ/mol。27．B3、C1、J2、F2[2015·安徽卷]硼氢化钠(NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值。某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4，其流程如下：\n已知：NaBH4常温下能与水反应，可溶于异丙胺(沸点：33℃)。(1)在第①步反应加料之前，需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气，该操作的目的是______________________________________，原料中的金属钠通常保存在________中，实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有________、________、玻璃片和小刀等。(2)请配平第①步反应的化学方程式：NaBO2＋SiO2＋Na＋H2===NaBH4＋Na2SiO3(3)第②步分离采用的方法是________；第③步分出NaBH4并回收溶剂，采用的方法是________。(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25℃，101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________。27．(1)除去反应器中的水蒸气和空气 煤油 镊子 滤纸(2)NaBO2＋SiO2＋Na＋H2===NaBH4＋Na2SiO3(3)过滤 蒸馏(4)NaBH4(g)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)ΔH＝－216.0kJ·mol－1[解析](1)反应流程中的原料有金属Na，Na遇水或氧气会发生反应，故在加料之前应加热容器至100℃以上除去水并通入氩气以除去氧气；金属钠要隔绝空气保存，通常保存在煤油中，取用钠时要用镊子夹取，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀在玻璃片上切下少量。(4)首先写出化学方程式并配平，标出各物质的聚集状态：NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g),3.8gNaBH4即0.1mol，反应放热21.6kJ，则根据方程式的化学计量数计算ΔH，写出热化学方程式NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g) ΔH＝－216.0kJ·mol－124．C5、F2[2015·福建卷]无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为__________________________。(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意图如下：图0已知：\n物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/℃57.6180(升华)300(升华)1023①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(只要求写出一种)。②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是________。③已知：Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g)ΔH1＝＋1344.1kJ·mol－12AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g)ΔH2＝＋1169.2kJ·mol－1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为________________________________________________。④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为________________________。⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是________________________。24．(1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋(2)①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率②铁或Fe ③Al2O3(s)＋3Cl2(g)＋3C(s)===2AlCl3(g)＋3CO(g) ΔH＝＋174.9kJ·mol－1④NaCl、NaClO、Na2CO3 ⑤除去FeCl3，提高AlCl3纯度[解析](1)Al3＋水解是可逆的，水解的离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋。(2)固体中水分挥发后，可避免后续操作中生成的AlCl3水解，气孔增多有利于增大反应物间接触面积，提高反应速率。若步骤Ⅱ中不通入氯气和氧气，则焦炭能与Fe2O3发生置换反应，生成相对原子质量比硅大的单质是铁。由第一个热化学方程式－第二个热化学方程式即可求出Al2O3(s)＋3Cl2(g)＋3C(s)===2AlCl3(g)＋3CO(g) ΔH＝＋174.9kJ·mol－1。步骤Ⅲ的尾气中含有CO2、CO、Cl2，Cl2与NaOH作用可得到NaCl、NaClO；CO2与足量NaOH溶液反应可得到Na2CO3。由表中数据知AlCl3粗品中含有FeCl3，故加入铝粉的目的是使铝与FeCl3发生置换反应，除去FeCl3，以提高AlCl3的纯度。4．F2[2015·海南卷]己知丙烷的燃烧热ΔH＝－2215kJ·mol－1。若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g水，则放出的热量约为( )A．55kJB．220kJC．550kJD．1108kJ4．A [解析]丙烷分子式是C3H8，1mol丙烷燃烧会产生4molH2O，丙烷完全燃烧产生1.8g水(物质的量为0.1mol)：4mol∶0.1mol＝2215kJ∶Q，解得Q＝55.375kJ,A项正确。3．I2、F2、B3[2015·江苏卷]下列说法正确的是( )A．分子式为C2H6O的有机化合物性质相同B．相同条件下，等质量的碳按a、b两种途径完全转化，途径a比途径b放出更多热能途径a：CCO＋H2CO2＋H2O途径b：CCO2C．在氧化还原反应中，还原剂失去电子的总数等于氧化剂得到电子的总数\nD．通过化学变化可以直接将水转变为汽油3．C [解析]C2H6O存在两种同分异构体，一种是乙醇，一种是二甲醚，两者的化学性质不同，A项错误；途径a中涉及的反应有：①C＋H2O(g)===CO＋H2，②2CO＋O2===2CO2，③2H2＋O2===2H2O，根据盖斯定律，得C＋O2===CO2，与途径b相同，所以两个途径中的反应热相等，B项错误；根据氧化还原反应的守恒规律知，反应中得失电子数目是相等的，C项正确；水由H、O元素组成，而汽油是烃类物质，其中含有C、H，化学转化过程中元素种类不可能发生变化，D项错误。20．F2、B1、G1、H5[2015·江苏卷]烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g) ΔH＝－200.9kJ·mol－1NO(g)＋O2(g)===NO2(g) ΔH＝－58.2kJ·mol－1SO2(g)＋O3(g)===SO3(g)＋O2(g) ΔH＝－241.6kJ·mol－1(1)反应3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)的ΔH＝______kJ·mol－1。(2)室温下，固定进入反应器的NO、SO2的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3)∶n(NO)的变化见图。图0①当n(O3)∶n(NO)>1时，反应后NO2的物质的量减少，其原因是__________________________________。②增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其可能原因是________________________________。(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时，清液(pH约为8)中SO将NO2转化为NO，其离子方程式为__________________________________________。(4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中c(SO)＝______________________[用c(SO)、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示]；CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因是________________________________________________________________________________________。20．(1)－317.3(2)①O3将NO2氧化为更高价氮氧化物(或生成了N2O5)②SO2与O3的反应速率慢(3)SO＋2NO2＋2OH－===SO＋2NO＋H2O(4)×c(SO) CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO的浓度增大，加快SO\n与NO2的反应速率[解析](1)根据盖斯定律，依据“第(1)式＋第(2)式×2”得所求反应，ΔH＝－200.9kJ·mol－1－58.2kJ·mol－1×2＝－317.3kJ·mol－1。(2)①O3具有强氧化性，可以将NO2中的N氧化至更高价态，如N2O5。②从图看，随着O3比例的增加，SO2的物质的量不发生变化，而NO2显著增加，说明O3与NO迅速反应，而SO2与O3的反应速率很慢。(3)由题中信息知，SO被NO2氧化生成SO，NO2被还原为NO，根据S、N的得失电子守恒配平反应，因为反应在pH约为8时进行，故需要用OH－平衡电荷。(4)CaSO3、CaSO4的溶度积常数表达式分别为Ksp(CaSO3)＝c(Ca2＋)·c(SO)，Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO)，达到平衡的溶液中对两种沉淀来说Ca2＋浓度相等，则有＝，所以c(SO)＝×c(SO)。转化过程中的反应方程式为CaSO3＋Na2SO4===CaSO4＋Na2SO3，当SO增多时，可以与NO2发生氧化还原反应，从而加快了NO2的吸收速率。27．F1、F2、G2、G3[2015·全国卷Ⅱ]甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3回答下列问题：(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下：化学键H—HC—OC≡OH—OC—HE/(kJ·mol－1)4363431076465413`由此计算ΔH1＝________kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58kJ·mol－1，则ΔH3＝________kJ·mol－1。(2)反应①的化学平衡常数K表达式为____________；图(a)中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________(填曲线标记字母)，其判断理由是______________________________________________________。(a)\n(b)图0(3)合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图(b)所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________；图(b)中的压强由大到小为________，其判断理由是____________________________________________。27．(1)－99 ＋41(2)K＝[或Kp＝] a 反应①为放热反应，平衡常数数值应随温度升高而变小(3)减小 反应①为放热反应，升高温度时，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，升高温度时，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低 p3>p2>p1 相同温度下，由于反应①为气体分数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，有利于CO的转化率升高[解析](1)根据反应热＝断开旧键吸收的总能量－形成新键释放的总能量，ΔH1＝(1076＋436×2)kJ·mol－1－(413×3＋343＋465)kJ·mol－1＝－99kJ·mol－1。②式－③式可得①式，故ΔH2－ΔH3＝ΔH1，ΔH3＝－58kJ·mol－1－(－99kJ·mol－1)＝41kJ·mol－1。(2)反应①为放热反应，温度升高平衡逆向移动，平衡常数K减小，a曲线正确。7．C2、E2、E3、F2[2015·天津卷]随原子序数递增，八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。图0根据判断出的元素回答问题：(1)f在周期表中的位置是________________。(2)比较d、e常见离子的半径大小(用化学式表示，下同)：________＞________；比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：________＞________。(3)任选上述元素组成一种四原子共价化合物，写出其电子式：________。(4)已知1mole的单质在足量d2中燃烧，恢复至室温，放出255.5kJ热量，写出该反应的热化学方程式：____________________________________。(5)上述元素可组成盐R：zx4f(gd4)2。向盛有10mL1mol·L－1R溶液的烧杯中滴加1mol·L－1NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如下：图0\n①R溶液中，离子浓度由大到小的顺序是________________________________。②写出m点反应的离子方程式：____________________。③若在R溶液中改加20mL1.2mol·L－1Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为______mol。7．(1)第三周期ⅢA族(2)r(O2－) r(Na＋) HClO4 H2SO4(3)等其他合理答案均可)(4)2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH＝－511kJ·mol－1(5)①c(SO)>c(NH)>c(Al3＋)>c(H＋)>c(OH－)②NH＋OH－===NH3·H2O③0.022[解析](1)根据题中的化合价可知，d为O，g为S，则f为Al，位于元素周期表第三周期ⅢA族。(2)d为O，e为Na，O2－、Na＋具有相同电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径O2－＞Na＋。g为S，h为Cl，非金属性Cl＞S，故最高价氧化物对应的水化物酸性HClO4＞H2SO4。(3)四原子化合物有NH3、H2O2、HC≡CH、HCHO等。(4)e为Na，d为O，Na在O2中燃烧生成Na2O2，则该热化学方程式为2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH＝－255.5kJ·mol－1×2＝－511kJ·mol－1。(5)①R为NH4Al(SO4)2，根据“越弱越水解”，Al3＋比NH更易水解，水解后溶液显酸性，离子浓度大小为c(SO)＞c(NH)＞c(Al3＋)＞c(H＋)＞c(OH－)。②Al3＋比NH更易水解，Al3＋结合OH－的能力比NH结合OH－的能力强，故m点为NH与OH－的反应。③n[NH4Al(SO4)2]＝0.01L×1mol/L＝0.01mol，n[Ba(OH)2]＝0.02L×1.2mol/L＝0.024mol，SO为0.02mol、Ba2＋为0.024mol，二者反应生成0.02molBaSO4，Al3＋、NH均为0.01mol，OH－为0.048mol，根据题中图示，Al3＋先沉淀，NH再反应，Al(OH)3后溶解，0.01molAl3＋沉淀时消耗0.03molOH－，0.01molNH反应时消耗0.01molOH－，剩余0.008molOH－，只能溶解0.008molAl(OH)3，还有0.002molAl(OH)3，产生的沉淀为0.02molBaSO4和0.002molAl(OH)3，总共为0.022mol。28．E3F2G2[2015·浙江卷]乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应为CH2CH3(g)CHCH2(g)＋H2(g)。(1)已知：化学键C—HC—CC===CH—H键能/(kJ·mol－1)412348612436计算上述反应的ΔH＝________kJ·mol－1。(2)维持体系总压p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝__________(用α等符号表示)。(3)工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1∶9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2\n以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实：__________________________________________________________________________________________。②控制反应温度为600℃的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸气工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO2＋H2===CO＋H2O，CO2＋C===2CO。新工艺的特点有________(填编号)。①CO2与H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移②不用高温水蒸气，可降低能量消耗③有利于减少积炭④有利于CO2资源利用28．(1)124(2)Kp＝p或Kc＝(3)①正反应方向气体分子数增加，加入水蒸气稀释，相当于起减压的效果②600℃，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大(4)①②③④[解析](1)用反应物的总键能减去生成的总键能等于反应的焓变，反应可看成是苯乙烷中乙基的两个碳氢键断裂，由碳碳单键变成碳碳双键，同时有H2生成，故有ΔH＝412kJ·mol－1×2＋348kJ·mol－1－612kJ·mol－1－436kJ·mol－1＝124kJ·mol－1。(2)平衡时，n(乙苯)＝n(1－α)mol，n(苯乙烯)＝nαmol，n(H2)＝nαmol，由压强恒定，所以反应前后物质的量之比等于体积之比，有n∶(n＋nα)＝V∶V(反应后)，V(反应后)＝(1＋α)V，Kc＝＝。(3)①因为维持总压不变，所以通入水蒸气，相当于减压，平衡正向移动，乙苯的转化率提高。②分析图示，在600℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性高。(4)①CO2与生成物H2反应，可促使平衡正向移动，从而提高苯乙烯的产率；②高温条件下，需要消耗能量；③由方程式知，生成的C转化成CO，故该工艺减少了积炭；④CO2会产生温室效应，若将其合理应用，是有益的。所以①②③④均正确。\nF3原电池原理4．F3[2015·天津卷]锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )图0A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡4．C [解析]该装置为原电池，铜电极为正极，发生还原反应，A项错误；SO不参与电极反应，且不能通过阳离子交换膜，电池工作一段时间，甲池中c(SO)不变，B项错误；乙池中电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，乙池中阳离子浓度减小，甲池中Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池，则乙池中析出Cu，进入Zn2＋，溶液质量增加，C项正确；该装置中只有阳离子交换膜，甲池中阳离子可以通过交换膜进入乙池中，但阴离子不能通过交换膜，D项错误。11．B3、H2、F3、F4、G1[2015·江苏卷]下列说法正确的是( )A．若H2O2分解产生1molO2，理论上转移的电子数约为4×6.02×1023B．室温下，pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，溶液pH>7C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀D．一定条件下反应N2＋3H22NH3达到平衡时，3v正(H2)＝2v逆(NH3)11．C [解析]2H2O2===2H2O＋O2↑，生成1molO2时转移2mole－，A项错误；pH＝3的CH3COOH溶液中已电离出的H＋，恰好能与pH＝11的NaOH溶液电离出的OH－完全中和，但是CH3COOH是弱酸，醋酸过量，反应后溶液显酸性，B项错误；由反应方程式的化学计量数知，达到平衡时：v正(H2)∶v逆(NH3)＝3∶2，即2v正(H2)＝3v逆(NH3)，D项错误。10．F3[2015·江苏卷]一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )图0A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1molCH4转移12mol电子B．电极A上H2参与的电极反应：H2＋2OH－－2e－===2H2OC．电池工作时，CO向电极B移动D．电极B上发生的电极反应：O2＋2CO2＋4e－===2CO10．D [解析]根据原电池原理，该燃料电池中，通入O2的一端为正极，通入CO和H2\n的一端为负极。CH4中的C为－4价，反应后生成的CO中C为＋2价，1molCH4放电转移6mole－，A项错误；该电池的电解质为熔融碳酸盐，故无OH－，电极反应为H2－2e－＋CO===CO2↑＋H2O或CO－2e－＋CO===2CO2，B项错误；原电池中CO移向负极(A极),C项错误；B极O2放电，结合CO2生成CO：O2＋2CO2＋4e－===2CO，D项正确。9．B2、E3、F3、J2[2015·广东卷]下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是( )选项叙述Ⅰ叙述ⅡA1己醇的沸点比己烷的沸点高1己醇和己烷可通过蒸馏初步分离B原电池可将化学能转化为电能原电池需外接电源才能工作C乙二酸可与KMnO4溶液发生反应乙二酸具有酸性DNa在Cl2中燃烧的生成物含离子键NaCl固体可导电9.A [解析]1己醇和己烷互溶，1己醇的沸点比己烷的沸点高且相差较大，可以用蒸馏法分离，A项正确；原电池可将化学能转化为电能，发生的反应为自发进行的氧化还原反应，不需外接电源，B项错误；高锰酸钾有强氧化性，乙二酸与酸性高锰酸钾溶液反应体现了其还原性而非酸性，C项错误；NaCl中含离子键，属于离子化合物，但其固体不能导电，D项错误。8．J1、D4、F3[2015·福建卷]下列实验操作正确且能达到相应实验目的的是( )实验目的实验操作A称取2.0gNaOH固体先在托盘上各放1张滤纸，然后在右盘上添加2g砝码，左盘上添加NaOH固体B配制FeCl3溶液将FeCl3固体溶于适量蒸馏水C检验溶液中是否含NH取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体D验证铁的吸氧腐蚀将铁钉放入试管中，用盐酸浸没8.C [解析]用天平称量时，因NaOH有强腐蚀性，不能放在滤纸上，应放在烧杯中称量，A项错误；FeCl3水解能力较强，配制溶液时应加入适量的盐酸以防止溶液出现浑浊，B项错误；检验NH时，取少量溶液于试管中加入NaOH溶液并加热，若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，说明生成了NH3，证明原溶液中含有NH，C项正确；要验证发生吸氧腐蚀，应将铁钉放入试管中用中性NaCl溶液浸没，D项错误。 26．F3、H5、J2[2015·全国卷Ⅱ]酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示：溶解度/(g/100g水) 温度/℃化合物 020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10－1710－1710－39回答下列问题：\n(1)该电池的正极反应式为________________________，电池反应的离子方程式为________________________。(2)维持电流强度为0.5A，电池工作5分钟，理论上消耗锌________g。(已知F＝96500C·mol－1)(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过______________________分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、______和______，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法为__________，其原理是__________________________________。(4)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为________，加碱调节至pH为________时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为________时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1mol·L－1)。若上述过程不加H2O2，后果是________________________，原因是__________________________________________。26．(1)MnO2＋H＋＋e－===MnOOH2MnO2＋Zn＋2H＋===2MnOOH＋Zn2＋(注：式中Zn2＋可写为Zn(NH3)、Zn(NH3)2Cl2等，H＋可写为NH)(2)0.05(3)加热浓缩、冷却结晶 碳粉 MnOOH 空气中加热 碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2(4)Fe3＋ 2.7 6 Zn2＋和Fe2＋分离不开 Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近[解析](1)MnO2在正极发生还原反应，且H＋参与正极反应生成MnOOH，结合负极反应式Zn－2e－===Zn2＋，可写出总反应的离子方程式。(2)Q＝It＝0.5A×300s＝150C，则需消耗Zn的质量为：m(Zn)＝×M(Zn)÷2＝×65g·mol－1÷2＝0.05g。(3)ZnCl2和NH4Cl溶解度相差较大，可通过加热浓缩、冷却结晶的方法分离回收。过滤得到的滤渣主要是MnO2、碳粉和MnOOH，要从中得到较纯的MnO2，可在空气中对滤渣进行加热，加热时碳粉转化为CO2，且MnOOH能在空气中氧化为MnO2，除去了杂质碳粉和MnOOH。(4)Fe在酸性条件下被H2O2氧化为Fe3＋。根据Fe(OH)3的Ksp和刚好完全沉淀时c(Fe3＋)＝1×10－5mol/L，有1×10－5×c3(OH－)＝10－39，可求得c(OH－)约为1×10－11.3mol/L，则溶液中c(H＋)＝1×10－2.7mol/L，溶液的pH为2.7。同理，根据Zn(OH)2的Ksp和Zn2＋开始沉淀时c(Zn2＋)＝0.1mol/L，有0.1×c2(OH－)＝10－17，可求得c(OH－)＝1×10－8mol/L，对应溶液pH＝6。若除铁时不加入H2O2，得到的溶液中同时含有Zn2＋和Fe2＋，由于Zn(OH)2和Fe(OH)2二者的Ksp相近，很难分离Zn2＋和Fe2＋。25．E1、E2、E3、E4、F3[2015·安徽卷]C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。(1)Si位于元素周期表第________周期第________族。(2)N的基态原子核外电子排布式为______________；Cu的基态原子最外层有________个电子。(3)用“>”或“<”填空：原子半径电负性熔点沸点Al______SiN______O金刚石____晶体硅CH4____SiH4(4)常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。\n 图1 图20～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是__________________________________________，溶液中的H＋向________极移动。t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是______________________________________________________________________。25．(1)三 ⅣA (2)1s22s22p3 1(3)> < > <(4)2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O 正 Al在浓HNO3中发生钝化，形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应[解析](1)Si元素为主族元素，原子序数为14，原子结构示意图为，故是第三周期第ⅣA族元素。(2)N元素的原子序数为7，基态原子的核外电子排布为1s22s22p3；Cu元素为第四周期第ⅠB族，基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，最外层有1个电子。(3)Al原子与Si原子电子层数相同，但Si的核电荷数大，半径小；与N原子相比，O原子的核电荷数大，半径小，故电负性大；金刚石和晶体硅都为原子晶体，金刚石中的碳碳键比晶体硅中的硅硅键的键长短、键能大，金刚石的熔点高；CH4、SiH4都是分子晶体，分子晶体中，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。(4)由题意知反应过程中产生NO2气体，则是NO被还原得到的；正极发生还原反应且消耗H＋，故H＋向正极移动；该原电池中刚开始Al片为负极，随着反应的进行，铝片与浓硝酸接触钝化，铜片被硝酸氧化失电子作负极，电子流动方向改变。28．C3、D2、F3、G2[2015·北京卷]为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究反应“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2”中Fe3＋和Fe2＋的相互转化。实验如下：(1)待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时，再进行实验Ⅱ，目的是使实验Ⅰ的反应达到____________________。(2)iii是ii的对比试验，目的是排除ii中____________________________造成的影响。(3)i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe2＋向Fe3＋转化。用化学平衡移动原理解释原因：______________________________________________________________。(4)根据氧化还原反应的规律，该同学推测i中Fe2＋向Fe3＋转化的原因：外加Ag＋使c(I－)降低，导致I－的还原性弱于Fe2＋，用如图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。\n图0①K闭合时，指针向右偏转，b作________极。②当指针归零(反应达到平衡)后，向U形管左管中滴加0.01mol/LAgNO3溶液，产生的现象证实了其推测。该现象是__________________________________________。(5)按照(4)的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了ii中Fe2＋向Fe3＋转化的原因。①转化原因是____________________________________________________________________________________。②与(4)实验对比，不同的操作是____________________________________________________________________。(6)实验Ⅰ中，还原性：I－>Fe2＋；而实验Ⅱ中，还原性：Fe2＋>I－，将(3)和(4)、(5)作对比，得出的结论是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。28．(1)化学平衡状态 (2)溶液稀释对颜色变化(3)加入Ag＋发生反应：Ag＋＋I－===AgI↓，c(I－)降低；或增大c(Fe2＋)，平衡均逆向移动(4)①正 ②左管产生黄色沉淀，指针向左偏转(5)①Fe2＋随浓度增大，还原性增强，使Fe2＋还原性强于I－ ②向右管中加入1mol/LFeSO4溶液(6)该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向[解析](1)待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时，再进行实验Ⅱ，目的是使实验Ⅰ的反应达到化学平衡状态。(2)根据实验iii和实验ii的对比可以看出是为了排除ii中水造成溶液中离子浓度改变的影响。(3)i.加入AgNO3溶液，Ag＋与I－生成AgI黄色沉淀，I－浓度降低，2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2平衡逆向移动；ii.加入FeSO4溶液，Fe2＋浓度增大，平衡逆向移动。(4)①K闭合时，指针向右偏转，b极为Fe3＋得电子，作正极；②当指针归零(反应达到平衡)后，向U形管左管滴加0.01mol/LAgNO3溶液，产生黄色沉淀，I－浓度减小，2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2平衡左移，指针向左偏转。11．F3[2015·全国卷Ⅰ]微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )\n图0A．正极反应中有CO2生成B．微生物促进了反应中电子的转移C．质子通过交换膜从负极区移向正极区D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O11．A [解析]C6H12O6反应生成CO2时，C元素的化合价升高为＋4，发生氧化反应，因此是原电池的负极反应，A项错误；在微生物的作用下，该装置为原电池装置，反应速率加快，促进了反应中电子的转移，B项正确；原电池工作时，阳离子(H＋)移向电池的正极，C项正确；根据电池装置图知电池总反应为葡萄糖的氧化反应C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D项正确。11．A4、B1、C3、F1、F3[2015·四川卷]为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。 图0活化硫铁矿还原Fe3＋的主要反应为FeS2＋7Fe2(SO4)3＋8H2O===15FeSO4＋8H2SO4，不考虑其他反应。请回答下列问题：(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是________________________________________。(2)检验第Ⅱ步中Fe3＋是否完全还原，应选择________(填字母编号)。A．KMnO4溶液B．K3[Fe(CN)6]溶液C．KSCN溶液(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2＋不沉淀，滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是__________________________________________。(4)FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25℃，101kPa时：4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH＝－1648kJ/molC(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393kJ/mol\n2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)ΔH＝－1480kJ/molFeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是________________________________________________。(5)FeSO4在一定条件下制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S，正极反应式是__________________________。(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%。将akg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO3________kg。11．(1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O(2)C(3)Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋水解产生H＋(4)4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g) ΔH＝－260kJ/mol(5)FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S或FeS2＋4e－===Fe＋2S2－(6)0.0118ab－0.646c或－[解析](1)碱性氧化物(Fe2O3)与酸(H2SO4)反应生成盐[Fe2(SO4)3]和水。(2)Fe3＋的检验应选择KSCN溶液，C项正确；A、B项均为检验Fe2＋溶液所需的试剂。(3)调节溶液pH时，FeCO3生成Fe2＋，然后通入氧气：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，Fe3＋水解溶液显酸性，Fe3＋在pH为3.4左右完全沉淀，故溶液pH减小。(4)将所给热化学方程式依次标号为①、②、③，根据盖斯定律：①＋②×4－③×②得4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g) ΔH＝－260kJ/mol。(5)正极发生还原反应：由方程式知FeS2(Fe显＋2价)Fe(Fe显＋0价)、FeS2(S显－1价)Li2S(S显－2价)，知正极反应式为FeS2＋4e－＋4Li＋===Fe＋2Li2S或FeS2＋4e－===Fe＋2S2－。(6)加入FeCO3的目的是中和剩余H2SO4和生成的H2SO4，根据化学方程式Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O和FeS2＋7Fe2(SO4)3＋8H2O===15FeSO4＋8H2SO4知1molFe2O3生成FeSO4实际消耗molH2SO4，根据化学方程式FeCO3＋H2SO4===FeSO4＋H2O＋CO2↑知1molFeCO3生成FeSO4消耗1molH2SO4，根据两个反应消耗的硫酸之和为akg×b%可计算加入FeCO3的量，即：akg×b%＝ckg×50%×96%××98kg·kmol－1÷160kg·kmol－1＋xkg×98kg·kmol－1÷116kg·kmol－1，解得x＝－＝0.0118ab－0.646c。11．A1、E2、F3[2015·重庆卷]我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第______周期。(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g，则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为________。(3)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在\nCuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是________。A．降低了反应的活化能B．增大了反应的速率C．降低了反应的焓变D．增大了反应的平衡常数(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为______________________________________________。(5)图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。图0①腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)；②环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为____________________________________________；③若生成4.29gCu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。11．(1)四(2)10∶1(3)A、B(4)Ag2O＋2CuCl===2AgCl＋Cu2O(5)①c ②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓③0.448[解析](1)Cu的原子序数为29，位于元素周期表第四周期。(2)Sn、Pb的原子数目之比等于二者的物质的量之比：∶＝10∶1。(3)催化剂能够降低反应的活化能，增大反应速率，A、B正确；催化剂不能改变反应的焓变，不能使平衡移动，不能改变平衡常数，C、D错误。(4)Ag2O和CuCl发生复分解反应，化合价不变，化学方程式为Ag2O＋2CuCl===2AgCl＋Cu2O。(5)①根据图示，青铜基体发生氧化反应，转化为Cu2＋，故c作负极。②负极上Cu发生氧化反应，产物为Cu2＋，正极上O2发生还原反应，产物为OH－，故该反应为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓。③根据得失电子守恒，由O24OH－、2CuCu2(OH)3Cl，可得关系式：O2～Cu2(OH)3Cl，则理论上消耗标准状况下O2的体积为×22.4L/mol＝0.448L。F4电解原理11．F4[2015·浙江卷]在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。\n图0下列说法不正确的是( )A．X是电源的负极B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－CO2＋2e－===CO＋O2－C．总反应可表示为H2O＋CO2H2＋CO＋O2D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶111．D [解析]电解H2OCO2制备H2和CO时，H和C得电子化合价降低，发生还原反应，故为阴极反应，所以X为电源的负极，A项正确；图中电解质为金属氧化物，故传导电流的为O2－，阴极H2O和CO2得电子生成H2和CO及O2－，B项正确；由图可知反应物为H2O和CO2，生成物为H2、CO和O2，故总反应方程式为H2O＋CO2H2＋CO＋O2，C项正确；阴极处生成H2和CO，阳极处生成O2，由总反应方程式可知，生成的气体物质的量之比为2∶1，D项错误。4．B3、F4[2015·四川卷]用下图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是( )图0A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2OC．阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O4．D [解析]若铁作阳极，则铁失电子生成Fe2＋，则CN－无法除去，故铁只能作阴极，A项正确；Cl－要生成ClO－，Cl的化合价要升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液为碱性条件，B项正确；阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，碱性条件下，H2O提供阳离子H＋，故C项正确；由于溶液是碱性条件，方程式中不能出现H＋，D项错误。11．B3、H2、F3、F4、G1[2015·江苏卷]下列说法正确的是( )A．若H2O2分解产生1molO2，理论上转移的电子数约为4×6.02×1023B．室温下，pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，溶液pH>7C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀D．一定条件下反应N2＋3H22NH3达到平衡时，3v正(H2)＝2v逆(NH3)11．C [解析]2H2O2===2H2O＋O2↑，生成1molO2时转移2mole－\n，A项错误；pH＝3的CH3COOH溶液中已电离出的H＋，恰好能与pH＝11的NaOH溶液电离出的OH－完全中和，但是CH3COOH是弱酸，醋酸过量，反应后溶液显酸性，B项错误；由反应方程式的化学计量数知，达到平衡时：v正(H2)∶v逆(NH3)＝3∶2，即2v正(H2)＝3v逆(NH3)，D项错误。28．B1、B3、F4、J4[2015·全国卷Ⅱ]二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：①电解时发生反应的化学方程式为____________________________________________________________。②溶液X中大量存在的阴离子有___________________。③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是________(填标号)。a．水b．碱石灰c．浓硫酸d．饱和食盐水(3)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量：图0Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸；Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；Ⅴ.用0.1000mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S2O===2I－＋S4O)，指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：\n①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为____________________________________________________。②玻璃液封装置的作用是________________________。③Ⅴ中加入的指示剂通常为__________，滴定至终点的现象是______________________________________。④测得混合气中ClO2的质量为________g。(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是______(填标号)。a．明矾b．碘化钾c．盐酸d．硫酸亚铁28．(1)2∶1(2)①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3②Cl－、OH－ ③c(3)①2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)③淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变④0.02700(4)d[解析](1)根据反应前后KClO3、Na2SO3中氯和硫元素的化合价变化和氧化还原反应中升降价数相等，反应中KClO3、Na2SO3分别作氧化剂和还原剂，二者的物质的量比为2∶1。(2)①根据图示可知电解时NH4Cl与盐酸反应生成H2和NCl3，根据化合价变化可写出化学方程式为NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3。②NaClO2与NCl3在溶液中发生氧化还原反应，即6NaClO2＋NCl3＋3H2O===6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH，即X中含有的阴离子是Cl－和OH－。③可用浓硫酸吸收NH3，其他物质均能与ClO2反应。(3)①在酸性条件下ClO2将I－氧化为单质I2，同时本身被还原成Cl－。②玻璃液封装置能吸收残余的ClO2气体，且能避免碘蒸气逸出。③可用淀粉溶液作指示剂，I2遇淀粉溶液呈蓝色，当I2恰好完全反应时，溶液中蓝色褪去，且保持30s内溶液颜色不再发生变化。④根据①和Ⅴ中化学方程式可得到关系式2ClO2～5I2～10Na2S2O3，结合滴定中消耗0.1000mol·L－1Na2S2O3溶液20.00mL，可求出ClO2的质量为0.02700g。(4)亚氯酸盐具有氧化性，宜用FeSO4除去。KI和盐酸与其反应分别生成I2和Cl2，不符合饮用水的标准。27．A4、B1、F4、H1、J4[2015·北京卷]研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO占95%。写出CO2溶于水产生HCO的方程式：____________________________________________。(2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。图0①\n写出钙化作用的离子方程式：__________________________________________________________________。②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O，用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：________＋________(CH2O)x＋x18O2＋xH2O(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础，测量溶解无机碳，可采用如下方法：①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。图0②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3，再用xmol/LHCl溶液滴定，消耗ymLHCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度＝________mol/L。(4)利用如图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。①结合方程式简述提取CO2的原理：________________________________________________________________。②用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是______________________________________________________________________。27.(1)CO2＋H2OH2CO3、H2CO3H＋＋HCO(2)①Ca2＋＋2HCO===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O②xCO2 2xHO(3)① ②(4)①a室：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，H＋通过阳离子膜进入b室，发生反应：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O ②c室的反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，用c室排出的碱液将从b\n室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH[解析](1)产生HCO是源于碳酸的第一步电离。(2)①根据反应物是HCO，生成物是CaCO3和CO2，可写出相应的反应方程式。(3)①注意酸化的试剂要用硫酸，一定不能用盐酸，HCl会挥发出来影响后续的滴定；②由该滴定过程转化的关系式CO2～HCO～HCl得：n(CO2)＝xy×10－3mol，所以c(CO2)＝mol/L。11．F4[2015·福建卷]某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( )图0A．该装置将化学能转化为光能和电能B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移C．每生成1molO2，有44gCO2被还原D．a电极的反应为3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O11．B [解析]由装置图中物质变化及变化的条件知，该装置是将电能转化为化学能的装置，A项错误；工作中阳离子(H＋)移向阴极a区，B项正确；由反应方程式6CO2＋8H2O―→2C3H8O＋9O2知每生成1molO2，有molCO2被还原，其质量为×44g，C项错误；a极为阴极，电极上得电子发生还原反应，电极反应式为3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，D项错误。29．B1、B2、F4[2015·山东卷]利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。(1)利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________溶液(填化学式)，阳极电极反应式为____________________，电解过程中Li＋向________电极迁移(填“A”或“B”)。图0(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：\n图0Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为__________________________________________________________。铁渣中铁元素的化合价为________。在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO2体积为1.344L(标准状况)，则钴氧化物的化学式为________。29．(1)LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B(2)2Co(OH)3＋SO＋4H＋===2Co2＋＋SO＋5H2O[或Co(OH)3＋3H＋===Co3＋＋3H2O，2Co3＋＋SO＋H2O===2Co2＋＋SO＋2H＋] ＋3 Co3O4[解析](1)B极产生H2，根据反应：2H＋＋2e－===H2↑，说明B极为阴极，随着电解进行，溶液中c(H＋)减小、c(OH－)增大，B极区生成LiOH，则B极溶质为LiOH。A极为阳极，电解质溶液为LiCl溶液，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，在电解过程中Li＋向阴极附近移动，即向B极迁移。(2)Co(OH)3与H2SO4反应，Co3＋被Na2SO3还原，对应离子反应为2Co(OH)3＋4H＋＋SO===SO＋2Co2＋＋5H2O。在酸性条件下，加入NaClO3和O2，则Fe2＋被氧化成Fe3＋，故铁渣中铁元素为＋3价。n(CO2)＝1.344L÷22.4L·mol－1＝0.06mol，根据原子守恒可知：CoC2O4～2CO2，n(CoC2O4)＝0.03mol，则氧化物中m(Co)＝0.03mol×59g·mol－1＝1.77g，则氧化物中m(O)＝2.41g－1.77g＝0.64g，故n(O)＝0.64g÷16g·mol－1＝0.04mol，则n(Co)∶n(O)＝0.03mol∶0.04mol，则氧化物为Co3O4。F5化学反应与能量综合4．[2015·嘉兴市一中等五校联考]用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化合物的污染。例如：①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ/mol②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ/mol下列说法中错误的是( )A．等物质的量的CH4在反应①、②中转移电子数相同B．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＞－574kJ/molC．4NO2(g)＋2N2(g)===8NO(g) ΔH＝＋586kJ/molD．若用标准状况下4.48LCH4把NO2还原为N2，整个过程中转移的电子总数为1.6NA4．B [解析]反应①②转移的电子数均为8，转移电子相同，故A正确；由气态水生成液态水放热，故CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)反应放出的热比CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)放出的热量多，即ΔH小，故B错误；由盖斯定律①－②得：4NO2(g)＋2N2(g)===8NO(g) ΔH＝＋586kJ/mol，故C正确；反应CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)中，1molCH4反应转移电子8mol，4.48L(0.2mol)CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为1.6mol，故D正确。4．[2015·安阳一中等大联考]甲醇(CH3OH)是一种有毒物质，检测甲醇含量的测试仪工作原理示意图如下。\n图184下列说法正确的是( )A．该装置为电能转化为化学能的装置B.a电极发生的电极反应为CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋C．当电路中有1mole－转移时，正极区n(H＋)增加1molD．将酸性电解质溶液改为碱性电解质溶液，该测试仪不可能产生电流4．B [解析]该装置为原电池原理，化学能转化为电能的装置，故A错误；a电极是负极，发生的电极反应为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋，故B正确；正极的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O，此反应消耗H＋，故C错误；将酸性电解质溶液改为碱性电解质溶液，该测试仪还是原电池，同样可以产生电流，故D错误。1．[2015·商丘一模]双隔膜电解池的结构示意简图如图191所示，利用该装置可以电解硫酸钠溶液以制取硫酸和氢氧化钠，并得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断正确的是( )图191A．a气体为氢气，b气体为氧气B．A溶液为氢氧化钠，B溶液为硫酸C．c隔膜为阳离子交换膜，d隔膜为阴离子交换膜D．该电解反应的总方程式可以表示为2Na2SO4＋6H2O2H2SO4＋4NaOH＋O2↑＋2H2↑1．D [解析]电解硫酸钠溶液的阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，该极区水的电离被破坏，生成NaOH(B溶液)，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，总反应方程式为2Na2SO4＋6H2O2H2SO4＋4NaOH＋O2↑＋2H2↑，A、B项错误，D项正确；电解过程中，阳离子向阴极区移动，c膜应为阴离子交换膜，C项错误。1．[2015·湖北省部分高中月考]用酸性氢氧燃料电池(乙池)为电源进行电解的实验装置(甲池，一定条件下可实现有机物的电化学储氢)如图201所示。甲池中A为含苯的物质的量分数为10%的混合气体，B为10mol混合气体，其中苯的物质的量分数为24%，C为标准状况下2.8mol气体(忽略水蒸气)，下列说法不正确的是( )\n图201A．乙池中溶液的pH变大B．E处通入H2，C处有O2放出C．甲池中阴极区只有苯被还原D．导线中共传导11.2mol电子1．C [解析]乙池是氢氧燃料电池，有水生成，c(H＋)降低，pH增大，A正确；苯转化为环己烷属于加氢的还原反应，则该极是阴极，与之相连的电极是负极，所以E处通入H2，阳极OH－放电生成O2，B正确；根据信息可知：参加反应苯的物质的量为10mol×24%－10mol×10%＝1.4mol，甲池中阴极区苯放电的电极反应为C6H6＋6H＋＋6e－＝C6H12，则1.4mol苯反应转移电子的物质的量为1.4mol×6＝8.4mol；阳极产生2.8mol氧气，转移电子的物质的量为2.8mol×4＝11.2mol，根据得失电子守恒可知，甲池中苯和H＋均放电，C错误；根据C中的分析可知，导线中共传导11.2mole－，D正确。3．[2015·天津市六校第一次联考]工业废水中常含有一定量的Cr2O，会对人类及生态系统产生很大损害，电解法是一种行之有效的除去铬的方法之一。该法用Fe和石墨作电极电解含Cr2O的酸性废水，最终将铬转化为Cr(OH)3沉淀，达到净化目的。某科研小组利用以上方法处理污水，设计了熔融盐电池和污水电解装置如图G32所示。图G32(1)Fe电极为________(填“M”或“N”)；电解时________(填“能”或“不能”)用Cu电极来代替Fe电极，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)阳极附近溶液中，发生反应的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；阴极附近的沉淀有________。(3)图中熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4\n为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。已知，该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4－8e－＋4CO===5CO2＋2H2O，则正极的电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)实验过程中，若电解池阴极材料质量不变，产生4.48L(标准状况)气体时，熔融盐燃料电池消耗CH4的体积为_______L(标准状况)。(5)已知某含Cr2O的酸性工业废水中铬元素的含量为104.5mg·L－1，处理后铬元素最高允许排放浓度为0.5mg·L－1。处理该废水1000m3并达到排放标准至少消耗铁的质量为______kg。(6)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－akJ·mol－1；CH3OH(g)===CH3OH(l) ΔH＝－bkJ·mol－1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－ckJ·mol－1；H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－dkJ·mol－1。则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．(1)M 不能 因阳极产生的Cu2＋不能还原Cr2O(2)Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2OCr(OH)3、Fe(OH)3(3)O2＋2CO2＋4e－===2CO(或2O2＋4CO2＋8e－===4CO)(4)1.12 (5)336(6)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－(c＋2d－a－b)kJ·mol－1[解析](4)产生4.48L(标准状况)气体，转移电子的物质的量为2×4.48L÷22.4L·mol－1＝0.4mol，而1mol甲烷反应时，失去8mole－，所以消耗的甲烷体积为×22.4L·mol－1＝1.12L。(5)消耗的Cr2O的物质的量为{[1×106×(104.5mg·L－1－0.5mg·L－1)×10－3]÷52g/mol}÷2＝1000mol，根据方程式Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O可知需要铁的物质的量为6×1000mol＝6000mol，其质量为6000mol×56g/mol＝336000g＝336kg。(6)要求写CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式，方程式中甲醇的化学计量数为1。①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－akJ·mol－1；②CH3OH(g)===CH3OH(l)ΔH＝－bkJ·mol－1；③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－ckJ·mol－1；④H2O(g)===H2O(l)\nΔH＝－dkJ·mol－1，方程式作如下处理：×③＋④×2－[①＋②]得：CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－(c＋2d－a－b)kJ·mol－1。1．[2015·荆门调研]甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能，甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，其燃烧热为1455kJ/mol，甲醚可作燃料电池的燃料。(1)写出甲醚燃烧的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。已知H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8kJ·mol－1、393.5kJ·mol－1，计算反应4C(s)＋6H2(g)＋O2(g)===2CH3OCH3(g)的反应热为________________________________________________________________________。(2)工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2(g)＋2CO2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH＜0①一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应。下列能判断反应达到化学平衡状态的是________(选填编号，注意大小写)。图291a．c(H2)与c(H2O)的比值保持不变b．单位时间内有2molH2消耗时有1molH2O生成c．容器中气体密度不再改变d．容器中气体压强不再改变②温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH3OCH3的产率将________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)，混合气体的平均相对分子质量将________。(3)以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)用(3)中的燃料电池为电源，以石墨为电极电解500mL滴有酚酞的NaCl溶液，装置如图291所示。请写出电解过程中Y电极附近观察到的现象________________________________________________________________________；当燃料电池消耗2.8LO2(标准状况下)时，计算此时NaCl溶液的pH＝_____________(假设溶液的体积不变，气体全部从溶液中逸出)。1．(1)CH3OCH3(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1455kJ/mol\nΔH＝－378.8kJ/mol(2)①ad ②变小 变小(3)CH3OCH3＋16OH－－12e－===2CO＋11H2O(4)Y电极附近溶液中有气体产生，上部分呈黄绿色 14
