下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题： I．已知该产业链中某反应的平衡表常数达式为：K＝，它所对应反应的化学方程式为

题型：不详难度：来源：

下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

I．已知该产业链中某反应的平衡表常数达式为：K＝

，它所对应反应的化学方程式为。
II．二甲醚（CH₃OCH₃）在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用，工业上以CO和H₂为原料生产CH₃OCH₃。工业制备二甲醚在催化反应室中（压力2．0～10．0Mpa，温度230～280℃）进行下列反应：
①CO(g)＋2H₂(g)

CH₃OH(g) △H₁＝－90．7kJ·mol^－1
②2CH₃OH(g)

CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g) △H₂＝－23．5kJ·mol^－1
③CO(g)＋H₂O(g)

CO₂(g)＋H₂(g) △H₃＝－41．2kJ·mol^－1
（1）催化反应室中总反应的热化学方程式为                                         。
830℃时反应③的K＝1．0，则在催化反应室中反应③的K    1．0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）在某温度下，若反应①的起始浓度分别为：c(CO)＝1 mol/L，c(H₂)＝2．4 mol/L，5 min后达到平衡，CO的转化率为50％，则5 min内CO的平均反应速率为      　     ；若反应物的起始浓度分别为：c(CO)＝4 mol/L，c(H₂)＝a mol/L；达到平衡后，c(CH₃OH)＝2 mol/L，a＝        mol/L。
（3）反应②在t℃时的平衡常数为400，此温度下，在0．5L的密闭容器中加入一定的甲醇，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：

物质	CH₃OH	CH₃OCH₃	H₂O
c(mol/L)	0．8	1．24	1．24

①此时刻v_正   v_逆（填“大于”“小于”或“等于”
②平衡时二甲醚的物质的量浓度是                    。
以二甲醚、空气、KOH 溶液为原料，以石墨为电极可直接构成燃料电池，则该电池的负极反应式为                                              ；若以1．12L/min（标准状况）的速率向电池中通入二甲醚，用该电池电解500mL2mol/L CuSO₄溶液，通电0．50 min后，计算理论上可析出金属铜的质量为

答案

I．C(s) + H₂O(g)

CO(g)+H₂(g) （1分）
II．（1）3CO(g)＋3H₂(g)

CH₃OCH₃(g) ＋CO₂(g) △H₁＝－246．1kJ·mol^－1> （1分）
（2）0．1mol/(L·min) （1分） 5．4 （1分）
（3）大于（1分） 1．6mol/L （1分）
（4）CH₃OCH₃-12e^-+16OH ^- = 2CO₃^2-+11H₂O （1分） 9．6g （2分）

解析

试题分析：I．根据题给平衡常数表达式，结合质量守恒定律写出，化学方程式为
C(s) + H₂O(g)

CO(g)+H₂(g)；II．（1）根据盖斯定律，①×2+②+③得催化反应室中总反应的热化学方程式为3CO(g)＋3H₂(g)

CH₃OCH₃(g) ＋CO₂(g) △H₁＝－246．1kJ·mol^－1；该反应放热，降温平衡向正向移动，K增大，故在催化反应室中反应③的K＞1．0；（2）根据v=△c/△t,将题给数据代入计算，v(CO)= 0．1mol/(L·min)；根据平衡计算——三行式计算。
CO(g)＋2H₂(g)

CH₃OH(g) CO(g)＋2H₂(g)

CH₃OH(g)
起始浓度（mol/L） 1      2.4          0           4      a           0
转化浓度（mol/L） 0.5     1           0.5          2      4           2
平衡浓度（mol/L） 0.5    1.4          0.5          2      a-4         2
将有关数据代入平衡常数表达式，计算得a=5．4；
（3）①根据信息知，Q= c(CH₃OCH₃) c(H₂O)/ c²(CH₃OH),代入数据计算得Q=2.4，Q＜K，反应正向进行，v_正大于v_逆；②根据平衡计算——三行式进行计算。平衡时二甲醚的物质的量浓度是1．6mol/L；
（4）以二甲醚、空气、KOH 溶液为原料，以石墨为电极可直接构成燃料电池，二甲醚发生氧化反应，在负极发生反应，根据原子守恒和电荷守恒，该电池的负极反应式为CH₃OCH₃-12e^-+16OH ^- = 2CO₃^2-+11H₂O；根据电子守恒计算析出铜的质量，2m(Cu)/64=1.12/22.4×0.5×12，m(Cu)=9.6g。

举一反三

SNCR－SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的NO_x），其流程如下：

（1）反应2NO＋2CO

2CO₂＋N₂能够自发进行，则该反应的ΔH 0（填“＞”或“＜”）。
（2）SNCR－SCR流程中发生的主要反应有：
①4NO(g)＋4NH₃(g)＋O₂(g)

4N₂(g)＋6H₂O(g) ΔH＝－1627.2kJ•mol^－1；
②6NO(g)＋4NH₃(g)

5N₂(g)＋6H₂O(g) ΔH＝－1807.0 kJ•mol^－1；
③6NO₂(g)＋8NH₃(g)

7N₂(g)＋12H₂O(g) ΔH＝－2659.9 kJ•mol^－1；
反应N₂(g)＋O₂(g)

2NO(g)的ΔH＝ kJ•mol^－1。
（3）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理见图。

该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为：
（4）可利用该电池处理工业废水中含有的Cr₂O₇²^－，处理过程中用Fe作两极电解含Cr₂O₇^2-的酸性废水，随着电解的进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）₃沉淀来除去Cr₂O₇^2-。
①写出电解过程中Cr₂O₇²^－被还原为Cr³⁺的离子方程式：                                     。
②该电池工作时每处理100L Cr₂O₇^2-浓度为0.002mol/L废水，消耗标准状况下氧气          L。

题型：不详难度：| 查看答案

工业上用CO生产燃料甲醇。一定温度和容积条件下发生反应：CO(g)+2H₂(g)

CH₃OH(g)。图1表示反应中的能量变化；图2表示一定温度下，在体积为1L的密闭容器中加入2mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH(g)的浓度随时间变化。

请回答下列问题：
（1）在“图1”中，曲线 (填“a”或“b”)表示使用了催化剂；没有使用催化剂时，在该温度和压强条件下反应CO(g)+2H₂(g)

CH₃OH(g)的△H=        。
（2）下列说法正确的是
A．起始充入的CO的物质的量为1mol
B．增加CO的浓度，H₂的转化率会增大
C．容器中压强恒定时，反应达到平衡状态
（3）从反应开始到建立平衡，v(CO)=       ；达到平衡时，c(H₂)=     ，该温度下CO(g)+2H₂(g)

CH₃OH(g)的化学平衡常数为。达到平衡后若保持其它条件不变，将容器体积压缩为0.5L，则平衡移动 (填“正向”、“逆向”或“不”)。
（4）已知CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH＝－193kJ/mol
又知H₂O(l)= H₂O(g)；ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32g的CH₃OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式。

题型：不详难度：| 查看答案

臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。
（1）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：
6Ag(s)+O₃(g)= 3Ag₂O(s)； △H=－236kJ·mol^-1，
已知：2Ag₂O(s)= 4Ag(s)+O₂(g)； △H=" +62" kJ·mol^-1，
则O₃转化为O₂的热化学方程式为________________________________________________。
（2）臭氧在水中易分解，臭氧的浓度减少一半所需的时间如下表所示。

由上表可知pH增大能加速O₃分解，表明对O₃分解起催化作用的是__________(填微粒符号)。
（3）电解法臭氧发生器具有臭氧浓度高、成分纯净、在水中溶解度高的优势，在医疗、食品加工与养殖业及家庭方面具有广泛应用前景。科学家P．Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。
臭氧在阳极周围的水中产生，其电极反应式为_______________________；阴极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应式为_______________________。

题型：不详难度：| 查看答案

(15分)能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。
I．已知：Fe₂O₃(s)+3C(石墨) =2Fe(s)+3CO(g) △H=akJ·mol^-1
CO(g)+1／2O₂(g)= CO₂(g) △H=bkJ·mol^-1
C(石墨)+O₂(g)=CO₂(g) △H=ckJ·mol^-1
则反应：4Fe(s)+3O₂(g)= 2Fe₂O₃(s)的焓变△H=       kJ·mol^-1。
Ⅱ．（1）依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是     (填序号)。
A．C(s)+CO₂(g)=2CO(g)
B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H₂O(l)
C．2H₂O(l)= 2H₂(g)+O₂(g)
D．CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)
若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应可以设计成一个原电池，请写出该原电池的电极反应。
负极：                                                ，
正极：                                                。
（2）二氧化氯(ClO₂)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO₂是一种黄绿色气体，易溶于水。实验室以NH₄Cl、盐酸、NaClO₂为原料制备ClO₂流程如下：

已知：电解过程中发生的反应为：
NH₄Cl+2HCl

NCl₃+3H₂↑；假设NCl₃中氮元素为+3价。
①写出电解时阴极的电极反应式                                            。
②在阳极上放电的物质(或离子)是           。
③除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂是         (填序号)
A．生石灰       B．碱石灰       C．浓H₂SO₄       D．水
④在生产过程中，每生成1mol ClO₂，需消耗       mol NCl₃。

题型：不详难度：| 查看答案

氮可形成多种氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等。已知NO₂和N₂O₄的结构式分别是

和

。实验测得N－N键键能为167kJ·mol^－1， NO₂中氮氧键的平均键能为466 kJ·mol^－1，N₂O₄中氮氧键的平均键能为438.5 kJ·mol^－1。
（1）写出N₂O₄转化为NO₂的热化学方程式：
（2）对反应N₂O₄(g)

2NO₂(g)，在温度为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是

A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
（3）在100℃时，将0.40mol的NO₂气体充入2 L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：

时间（s）	0	20	40	60	80
n(NO₂)/mol	0.40	n₁	0.26	n₃	n₄
n(N₂O₄)/mol	0.00	0.050	n₂	0.080	0.080

①在上述条件下，从反应开始直至20 s时，二氧化氮的平均反应速率为
②n₃ n₄（填“>”、“<”或“=”），该反应的平衡常数K的值为，升高温度后，反应2NO₂

N₂O₄的平衡常数K将（填“增大”、“减小”或“不变”）。
③若在相同情况下最初向该容器充入的是N₂O₄气体，要达到上述同样的平衡状态，N₂O₄的起始浓度是_____________mol·L^－1。

题型：不详难度：| 查看答案