(14分)汽车作为一种现代交通工具正在进入千家万户，汽车尾气中含有CO、NOx等有毒气体，其污染问题也成为当今社会急需解决的问题。
（1）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如图：
则该反应的热化学方程式为_____________________________。
（2）对汽车加装尾气净化装置，可使CO、NOx有毒气体相互反应转化为无毒气体。
2xCO＋2NOx ="=" 2xCO2＋N2，当转移电子物质的量为0.4x mol时，该反应生成标准状况下的N2体积_____________________L。
（3）一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。可以还原金属氧化物，还可以用来合成很多有机物如甲醇等。在压强为0.1 MPa条件下，将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下反应生成甲醇： CO(g)＋2H2(g) 
CH3OH(g)；△H＝ -b kJ•mol-1
①该反应的平衡常数表达式为_____________________________。
②若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是______________
| A．升高温度 | B．将CH3OH(g)从体系中分离 |
| C．充入He，使体系总压强增大 | D．再充入1 mol CO和3 mol H2 |
③经测定不同温度下该反应的平衡常数如下：
| 温度（℃） |
250 |
300 |
350 |
| K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO) ＝0.4 mol/L、c(H2)＝0.4 mol/L、c(CH3OH)＝0.8 mol·L-1, 则此时v正___________v逆(填＞、＜或＝)。
（4）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子。该电池的正极反应式为_____________________________。电池工作时，固体电解质里的O2-向_______极移动。
(14分)某化学小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4。已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有Al(31％)、Fe(1．3％)的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3％)。
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如下：
（1）“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是 。
（2）“酸浸”时所加入的酸是 (填化学式)。
（3）加入H2O2时发生反应的离子方程式为 。
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的调控范围是 。
（5）产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeS04·7H20)，其原因可能是 。(写出一点即可)。
（6）NiSO4·7H2O可用于制备镍氢电池(NiMH)，镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中总反应的化学方程式是Ni(OH)2+M=NiOOH+MH，则NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为 。
(14分)甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有：
(1)用CH4和02直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为 。
(2)某温度下，向4 L恒容密闭容器中通人6 mol C02和6mol CH4，发生反应(i)，平衡体系中各组分的体积分数均为
，则此温度下该反应的平衡常数K= ，CH4的转化率为 。
(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为：
，科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是 (填“3．5× 106 Pa” “4．O×106 Pa”或“5.0× 106 Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是 。
(4)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示：
①通入a气体的电极是电池的 (填“正”或“负”)极，其电极反应式为 .
②常温下，用此电池以惰性电极电解O．5 L饱和食盐水(足量)，若两极共生成气体1．12 L(已折算为标准状况下的体积)，则电解后溶液的pH为 (忽略溶液的体积变化)。
(10分)甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO(g)+ 2H2(g)
CH3OH (g)
（1）下图表示反应中能量的变化。
①此反应的ΔH=___________。
②已知CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=" +" 41.3kJ·mol－1，试写出由CO2和H2制取甲醇的热化学方程式 。
（2）一种新型燃料电池，是用两根金属铂做电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入CH3OH和O2。装置图如下所示：
①经测定，电子流动方向由b到a，则甲醇从_______(填“A”或“B”)口通入，该极的电极反应式为___________________。
②该电池工作一段时间后，正极附近的碱性____(填“增强”、“减弱”或“不变”)。
③用该电池电解(惰性电极)硝酸银溶液时，每消耗32 g CH3OH，生成银的质量为___ g。
2009年12月7日～18日在丹麦首都哥本哈根召开了世界气候大会，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，即2012年至2020年的全球减排协议，大会倡导“节能减排” 和“低碳经济”，降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视。过渡排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)，下图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化：
（1）关于该反应的下列说法中，正确的是____________(填字母)。
A．△H＞0，△S＞0 B．△H＞0，△S＜0
C．△H＜0，△S＜0 D．△H＜0，△S＞0
（2）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，经测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)＝ 。
②该反应的平衡常数表达式K＝ 。
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 (填字母)。
A．升高温度
B．将CH3OH(g)及时液化抽出
C．选择高效催化剂
D．再充入l molCO2和3 molH2
（3）25℃，1.01×105Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：___________________________________________。
（4）选用合适的合金为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，此电池的负极应加入或通入的物质有__________ _____；其正极的电极反应式是：_____________________________________。
Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2 =" 4LiCl" +S +SO2。下列说法中不正确的是
| A．该电池的负极反应为2SOCl2 + 4e— ＝ S +SO2+4Cl— |
| B．该电池的负极反应为4Li ＝ 4Li+ + 4e— |
| C．反应SOCl2 + H2O ＝ SO2↑ + 2HCl↑为非氧化还原反应 |
| D．组装该电池必须在无水的条件下进行 |
氢氧燃料电池是将H2通入负极，O2通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高。
（1）若电解质溶液为KOH，其正极反应为____________________________，
负极反应为__________________________________________;
（2）若电解质溶液为硫酸，其正极反应为______________________，负极反应为_________________;若在常温下转移2mol电子，可产生水质量为_________g。
（3）若用氢氧燃料电池做电源电解由NaCl和CuSO4组成的混合溶液，其中
c（Na+）=3c（Cu2+）=0.3mol·L—1，取该混合液100mL用石墨做电极进行电解，通电一段时间后，在阴极收集到0.112L（标准状况）气体。计算（写出计算过程）
此时氢氧燃料电池中消耗H2和O2的质量各是多少？（保留2位小数）
试题篮
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