（14分）2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失，市疾控中心紧急采购消毒药品，以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留，其主要成分H

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（14分）2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失，市疾控中心紧急采购消毒药品，以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留，其主要成分H₂O₂是一种无色粘稠液体，请回答下列问题：
⑴火箭发射常以液态肼（N₂H₄）为燃料，液态H₂O₂为助燃剂。已知：
N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g） △H="-" 534 kJ·mol^－1    ①
H₂O₂（1）=H₂O（1）+1/2O₂（g） △H="-" 98．64 kJ·mol^－1②
H₂O（1）=H₂O（g） △H=+44kJ·mol^－l  ③
则反应N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）的△H=       ，
⑵据报道，以硼氢化合物NaBH₄(B元素的化合价为＋3价)和H₂O₂作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO₂，可用作空军通信卫星电，其工作原理如图所示。

则该电池的正极反应____ ___
⑶H₂O₂是一种不稳定易分解的物质。右图是H₂O₂在没有催化剂时反应进程与能量变化图，请在图上画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图。

⑷某化学兴趣小组欲测定H₂O₂的分解速率，取溶液0.5L进行分析，数据如表格所示：

t（S）	0	2	4	6	8	10
n(H₂O₂) (moL)	0.8	0.7	0.62	0.55	0.27	0.03

在上述表格中已知某一时刻向H₂O₂溶液中加入催化剂，则加入催化剂后整段时间内H₂O₂的平均分解速率___________。
⑸H₂O₂还是一种药物化学分析的氧化剂，能用于药物的分析。

①此检验过程中加过量H₂O₂反应的离子方程式为______________。
②从红褐色的悬浊液到最后的称量，其过程中所需的基本操作有___________（按操作的顺序填写）。
A．过滤 B．洗涤 C．萃取 D．分液 E．冷却 F．灼烧
③最后称量红棕色固体的质量为0．8960g，那么该药片中硫酸亚铁的质量分数为
_________（小数点后面保留一位有效数字）。

答案

（14分，每空2分） -643.28KJ/mol H₂O₂+2e^-=2OH^-略 0.26 mol/( L.S)
H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O A.B.F.E 56.7%

解析

试题分析：（1）根据盖斯定律得所求△H="①+②×2+③×2=-" 534 kJ·mol^－1+（- 98．64 kJ·mol^－1）×2+-44 kJ·mol^－1×2=-643.28KJ/mol ；
（2）正极发生还原反应，所以从图中可知，正极是过氧化氢的还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为H₂O₂+2e^-=2OH^-
（3）使用催化剂，可以降低反应的活化能，加快反应速率，但反应热不变，所以在原图的基础上降低曲线的高度，但起点与终点不变；
（4）从表中数据可知，前6s内过氧化氢的物质的量减少缓慢，6s后，过氧化氢的物质的量减少很快，说明此时加入了催化剂，所以6s～10s之间，过氧化氢的浓度减少（0.55mol-0.03mol）/0.5L，则这段时间的平均反应速率为（0.55mol-0.03mol）/0.5L/4s="0.26" mol/( L·S)；
（5）①过氧化氢与硫酸亚铁发生氧化还原反应生成硫酸铁和水，离子方程式为H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O
②红棕色固体是氧化铁固体，所以从红褐色浊液到红棕色固体需要过滤沉淀，洗涤沉淀，灼烧沉淀为氧化铁，冷却，最后称量，所以答案选ABFE；
③0.8960g的氧化铁的物质的量是0.0056mol,则药片中硫酸亚铁的质量为0.0056mol×2×152g/mol=1.7024g,10片药片的质量是0.3g×10=3g,所以药片中硫酸亚铁的质量分数为1.7024g/3g×100%=56.7%

举一反三

(14分) 碳及其化合物有广泛的用途。
（1）C(s)＋ H₂O(g)

CO(g) ＋H₂(g) ΔH=" +131.3" kJ•mol^-1，以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H₂的产率的是。(填序号)

A．升高温度　

B．增加碳的用量

C．加入催化剂

D．用CO吸收剂除去CO

（2）又知，C（s）+ CO₂（g）

2CO（g） △H=+172.5kJ•mol^-1
则CO（g）+H₂O（g）

CO₂（g）+H₂（g）的△H=
（3）CO与H₂在一定条件下可反应生成甲醇，甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨做电极，该电池负极反应式为。
（4）在一定温度下，将CO(g)和H₂O(g)各0.16 mol分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO(g)＋H₂O(g)

CO₂(g)＋H₂(g)，得到如下数据：

t / min	2	4	7	9
n(H₂O)/mol	0.12	0.11	0.10	0.10

①其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)______v(正)(填“>”、“<”、“=”)
②该温度下此反应的平衡常数K=___________
③其他条件不变，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g)，平衡时CO的体积分数___________(填“增大”、“减小”、“不变”)。

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（14分）合成氨是人类研究的重要课题，目前工业合成氨的原理为：
合成氨是人类研究的重要课题，目前工业合成氨的原理为：
N₂（g）+3H₂（g）

2NH₃（g）△H=-93.0kJ•mol-1，在3个2L的密闭容器中，使用相同的催化剂，按不同方式投入反应物，分别进行反应：
相持恒温、恒容，测的反应达到平衡时关系数据如下：

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	3molH₂、2molN₂	6molH₂、4molN₂	2mol NH₃
达到平衡的时间/min		6	8
平衡时 N₂的体积密度	C₁	1.5
混合气体密度/g·L^-1
平衡常数/ L²·mol^-2	K_甲	K_乙	K_丙

（1）下列各项能说明该反应已到达平衡状态的是（填写序号字母）
a.容器内H₂、N₂、NH₃的浓度只比为1：3：2 b.容器内压强保持不变
c.

d.混合气体的密度保持不变
e.混合气体的平均相对分子质量不变
（2）容器乙中反应从开始到达平衡的反应速度为

=
（3）在该温度下甲容器中反应的平衡常数K           （用含C₁的代数式表示）
（4）分析上表数据，下列关系正确的是       （填序号）：
a.

b.氮气的转化率：

（5）另据报道，常温、常压下，N₂在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，生成NH₃和O₂。已知：H₂的燃烧热△H=-286KJ/mol，则由次原理制NH₃反应的热化学方程式为
（6）希腊阿里斯多德大学的George Mamellos和Michacl Stoukides,发明了一种合成氨的新方法，在常压下，把氢气和用氨气稀释的氮气分别通入一个加热到

的电解池，李勇能通过的氢离子的多孔陶瓷固体作电解质，氢气和氮气在电极上合成了氨，转化率达到78%，在电解法合成氨的过程中，应将N₂不断地通入极，该电极反应式为。

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(14分)2013年12月2日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥三号”探月卫星成功送入太空，进一步向广寒宫探索。“长征三号甲”是三级液体助推火箭，一、二级为常规燃料，常规燃料通常指以肼（N₂H₄）为燃料，以二氧化氮做氧化剂。
Ⅰ．常规燃料通常指以肼（N₂H₄）为燃料，以二氧化氮做氧化剂。但有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更大（两者反应生成氮气和氟化氢气体）。
已知：①N₂H₄(g)+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g) △H = －543kJ·mol^－1
②

H₂(g)+

F₂(g) = HF(g) △H = －269kJ·mol^－1
③H₂(g)+

O₂(g) = H₂O(g) △H = －242kJ·mol^－1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式：_____________________________。
Ⅱ．氧化剂二氧化氮可由NO和 O₂生成，已知在2 L密闭容器内，800 ℃时反应：
2NO(g)＋O₂(g)

2NO₂(g) ΔH 的体系中，n(NO)随时间的变化如表：

时间(s)	0	1	2	3	4	5
n(NO)(mol)	0.200	0.100	0.080	0.050	0.050	0.050
n(O₂)(mol)	0.100	0.050	0.040	0.025	0.025	0.025

（1）已知：K_800℃>K_1000℃，则该反应的ΔH ______0（填“大于”或“小于”），用O₂表示从0～2 s内该反应的平均速率为__________。
（2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
A．容器内颜色保持不变                  B． 2v_逆(NO)＝v_正(O₂)
C．容器内压强保持不变                  D．容器内密度保持不变
（3)为使该反应的速率增大，提高NO的转化率，且平衡向正反应方向移动应采取的措施有          。
（4）在上述条件下，计算通入2 mol NO和1 mol O₂的平衡常数K＝______________。
（5）在上述条件下，若开始通入的是0.2 mol NO₂气体，达到化学平衡时，则NO₂的转化率为       。

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（17分）CO和H₂的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，可以在一定条件下制备甲醇，二甲醚等多种有机物。工业上利用天然气（主要成分为CH₄）与水进行高温重整制备合成气。
（1）已知：CH₄、H₂和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol，且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式。
（2）在一定条件下，向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH₄和0.60mol H₂O(g)，测得CH₄(g)和H₂(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示：

时间/min 物质浓度	0	1	2	3	4
CH₄	0.2mol·L^—1	0.13 mol·L^—1	0.1 mol·L^—1	0.1 mol·L^—1	0.09 mol·L^—1
H₂	0 mol·L^—1	0.2 mol·L^—1	0.3 mol·L^—1	0.3 mol·L^—1	0.33 mol·L^—1

①3—4min之间，化学平衡向___ ____反应方向移动（填“正”或“逆”）。
②3min时改变的反应条件是____________________（只填一种条件的改变）
（3）已知温度、压强、投料比X〔n(CH₄)/n(H₂O)〕对该反应的影响如图所示。

①图1中的两条曲线所示投料比的关系X₁____X₂(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系：p₁_______p₂
（4）以天然气（设杂质不参与反应）、KOH溶液为原料可设计成燃料电池
①放电时，正极的电极反应式_______________________________________
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L，放电过程中没有气体逸出，则放电完毕后，所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 ____。

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（14分）近几年来，我国中东部地区陷入严重的雾霾天气，面对全球近期的气候异常，环境问题再次成为焦点。非金属氧化物的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径之一。请运用化学反应原理知识，回答下列问题：
Ⅰ、目前，消除氮氧化物污染有多种方法。
（1）用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH₄（g）+4NO₂（g）＝4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g） △H＝－57kJ•mol^-1
②4CH₄（g）+4NO（g）＝2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H＝－1160kJ•mol^-1
③H₂O（g）＝H₂O（l） △H＝－44.0kJ•mol^-1
写出CH₄（g）与NO₂（g）反应生成N₂（g），CO₂（g）和H₂O（l）的热化学方程式________________。
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s)+ 2NO（g）

N₂（g）+CO₂（g）某研究小组向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温（T℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度（mol/L）时间（min）	NO	N₂	CO₂
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017
50	0.032	0.034	0.017

①T℃时该反应的平衡常数为____________（结果保留两位有效数字）。
②30 min后改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是___________________。
③若30min后升高温度重新达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为5：3：3，则该反应
△H_________0（填“＜”“＞”“＝”）。
Ⅱ、某科研小组为治理SO₂对大气的污染，利用烟气中的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。请写出该电池负极的电极反应式__________。
（2）利用Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂制得NaHSO₃溶液。
①常温时吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃²^－)：n(HSO₃^－)变化关系如下表：

n(SO₃²^－)：n(HSO₃^－)	91：9	1：1	1：91
pH	8.2	7.2	6.2

以下离子浓度关系的判断正确的是
A．NaHSO₃溶液中c（H⁺）＜c （OH^-）
B．Na₂SO₃溶液中c（Na⁺）＞c （SO₃^2-）＞c （HSO₃^-）＞c （OH^-）＞c（H⁺）
C．当吸收液呈中性时，c（Na⁺）＞c （HSO₃^-）＞c （SO₃^2-）＞c（OH^-）＝c（H⁺）
D．当n(SO₃²^－)：n(HSO₃^－)＝1:1时，c（Na⁺）=c （HSO₃^-）+2c （SO₃^2-）
②然后电解该NaHSO₃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______________________________________。

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