高中化学消去反应与水解反应填空题

(16分)为治理环境，减少雾霾，应采取措施减少二氧化硫、氮氧化物(NO_x)和CO₂的排放量。
I．处理NO_x的一种方法是利用甲烷催化还原NO_x。
①CH₄（g）+4NO₂（g）＝4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁＝—574 kJ/mol
②CH₄（g）+2NO₂（g）＝N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂＝—867kJ/mol
（1）若用4．48LCH₄还原NO生成N₂，则放出的热量为______kJ。（气体体积已折算为标准状况下）
（2）NOx可用强碱溶液吸收产生硝酸盐。在酸性条件下，FeSO₄溶液能将NO₃^－还原为NO，NO能与多余的FeSO₄溶液作用生成棕色物质，这是检验NO₃^－的特征反应。电解的原理如图所示
则：写出该过程中产生NO的离子方程式：____________。

（3）电解时阴极的电极反应式为____；当电路中转移20 mol电子时，交换膜左侧溶液质量减少________g。
Ⅲ利用I₂O₅消除CO污染的反应为：5CO（g）+I₂O₅（s）5CO₂（g）+I₂（s）。不同温度下，向装有足量I₂O₅固体的2L恒容密闭容器中通入4 molCO，测得CO₂的体积分数()随时间(t)变化曲线如图。

回答：
（4）T₁时，该反应的化学平衡常数的数值为____。
（5）下列说法不正确的是_______（填字母）。

A．容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态

B．两种温度下，c点时体系中混合气体的压强相等

C．d点时，在原容器中充入一定量氦气，CO的转化率不变

D．b点和d点时化学平衡常数的大小关系：Kb＜Kd

Ⅳ．以二氧化钛表面覆盖Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄通过反应CO₂（g）+CH₄（g）CH₃COOH（g）△H＜0直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。

（6）①250—300℃时，乙酸的生成速率减小的主要原因是_______。
②工业生产中该反应的温度常选择250℃、不选择400℃，从综合经济效益考虑，其原因是_______。

氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题： 
(1)氮元素原子的L层电子数为       ；
(2)NH₃与NaClO反应可得到肼(N₂H₄)，该反应的化学方程式为          ； 
(3)肼可作为火箭发动机的燃料，它与氧化剂N₂O₄反应生成N₂和水蒸气。
已知：①N₂(g)+2O₂(g)= N₂O₄ (1)          △H₁= -195kJ·mol^-1 
②N₂H₄ (1) + O₂(g)= N₂(g) + 2 H₂O    △H₂= -534.2kJ·mol^-1
写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式                             ；
(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池，写出该电池放电时负极的反应式    。
(5)碘也可用作心脏起搏器电源—锂碘电池的材料。该电池反应为：
2Li（s）+I₂（s）="2LiI" （s）       △H
已知：4Li（s）+O₂（g）=2Li₂O（s）      △H₁
4 LiI（s）+O₂（g）=2I₂（s）+2Li₂O（s）  △H₂
则电池反应的△H=_______________；碘电极作为该电池的__________极。
(6)高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl₃和KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为          ；与MnO₂—Zn电池类似，K₂FeO₄—Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，其电极反应式为       ，该电池总反应的离子方程式为            。

明矾石经处理后得到明矾[KAl（SO₄）₂·12H₂O]。从明矾制备Al、K₂SO₄、和H₂SO₄的工艺过程如下所示：

焙烧明矾的化学方程式为：
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，氧化剂是       ，氧化剂与还原剂的物质的量之比为        
（2）从水浸后的滤液中得到K₂S0₄晶体的方法是____。产物K₂SO₄中K元素的鉴定操作方法是____。
（3）向明矾溶液中逐滴加入Ba（OH）₂溶液至SO^2—₄恰好沉淀完全的离子反应方程式为   。
（4）焙烧产生的SO₂可用于制硫酸。已知25℃、l0lkPa时：

则SO₃（g）与H₂O（1）反应的热化学方程式是                         。
（5）假设整个过程中没有物质损失，理论上三种最终产物K₂SO₄，Al和H₂SO₄的物质的量之比为      ____

人类活动产生的CO₂长期积累，威胁到生态环境，其减排问题受到全世界关注。
（1）工业上常用高浓度的K₂CO₃溶液吸收CO₂，得溶液X，再利用电解法使K₂CO₃溶液再生，其装置示意图如下：

在阳极区发生的反应包括                    和H ⁺+ HCO₃^-=H₂O+CO₂↑。
简述CO₃^2-在阴极区再生的原理                。
（2）再生装置中产生的CO₂和H₂在一定条件下反应生成甲醇等产物，工业上利用该反应合成甲醇。
已知：25 ℃，101 KPa下：
H₂(g)+1/2 O₂(g)=H₂O(g)  Δ H₁=" -242" kJ/mol
CH₃OH(g)+3/2 O₂(g)=CO₂ (g)+2 H₂O(g)  Δ H₂=" -676" kJ/mol
写出CO₂和H₂生成气态甲醇等产物的热化学方程式          。
下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图，其中正确的是     （填字母序号）。

a                    b                   c                   d
（3）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇
微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：

该电池外电路电子的流动方向为           （填写“从A到B”或“从B到A”）。
工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将         （填写“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计）。
A电极附近甲醇发生的电极反应式为            。

（1）请回答下列问题：
①已知：①CO(g) + 1/2O₂(g) = CO₂(g)     △H= －283.0kJ·mol^－1
②CH₃OH(l) + 3/2O₂(g) = CO₂(g)+2H₂O(l)  △H= －726.5kJ·mol^－1  
请写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：____________________________________________________________________；
②已知拆开1molH－H键、1molCl－Cl键、1molH—Cl键分别需要的能量是436kJ、243kJ、432kJ，则反应则反应：H₂(g)+ Cl₂(g)=2HCl (g) 的△H=         。
（2）已知25℃、101 kPa下，稀的强酸与稀的强碱溶液反应的中和热为 -57.3 kJ/mol。
①则表示稀硫酸与稀烧碱溶液中和反应的热化学方程式为：                       。
②测定中和热实验时所需的玻璃仪器有烧杯、量筒、       、               。

Ⅰ在催化剂作用下，CO₂和H₂可以制取甲醇。用工业废气中的可制取甲醇，其反应为：CO₂+3H₂CH₃OH+H₂O 常温常压下已知下列反应的能量变化如图示：

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：                              。
Ⅱ硼氢化钠（NaBH₄）是有机合成中的重要还原剂。最新研究发现，以NaBH₄和H₂O₂为原料，NaOH溶液作电解质溶液，可以设计成全液流电池，其工作原理如图所示，假设电池工作前左右两槽溶液的体积各为1L，回答下列问题：

（1）电极b为           （填“正极”或“负极”），电极a上发生反应的电极反应式为                                     。
（2）电池工作时，Na⁺向     极（填“a”或“b”）移动，当左槽产生0．0125molBO₂^—离子时，右槽溶液pH=           
（3）用该电池电解一定浓度的CuSO₄溶液至无色后继续电解一段时间。断开电路，向溶液中加入0．1molCu(OH)₂，溶液恢复到电解之前状态，则电解过程中转移电子数目为_________

据报道，一定条件下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
已知：①CH₃CH₂OH(l)+3 O₂ (g)=2CO₂(g)+3H₂O(l) △H="-1366.8" kJ/mol
②2H₂ (g)+O₂ (g)=2H₂O(l) △H="-571.6" kJ/mol
（1）写出由CO₂和H₂ 反应合成CH₃CH₂OH (l)和H₂O(l)的热化学方程式                         。
（2）碱性乙醇燃料电池易储存，易推广，对环境污染小，具有非常广阔的发展前景。该燃料电池中，使用铂作电极，KOH溶液做电解质溶液。通入乙醇燃气的一极为      极，该极上的电极反应式为                                   。
（3）用乙醇燃料电池电解400 mL 饱和食盐水装置可简单表示如下图：

该装置中发生电解反应的方程式为                                    ；在铁棒附近观察到的现象是                   ；当阴极产生448 mL气体（体积在标准状况下测得）时，停止电解，将电解后的溶液混合均匀，溶液的pH为          。（不考虑气体的溶解及溶液体积的变化）

氮是地球上含量丰富的原子元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
（1）25℃时，0.1mol/LNH₄NO₃溶液中水的电离程度     （填“大于”、“等于”或“小于”） 0.1mol/L NaOH溶液中水的电离程度。
（2）若将0.1mol/L NaOH溶液和0.2mol/LNH₄NO₃溶液等体积混合，混合溶液中2c(NH₄⁺)＞c(NO₃^－)，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是                       。
（3）发射火箭时肼(N₂H₄)为燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。经测定16g气体在上述反应中放出284kJ的热量。则该反应的热化学方程式是                       。
（4）下图是1mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图。

已知：N₂(g)＋O₂(g)＝2NO(g)  △H＝＋180kJ/mol
2NO (g)＋O₂(g)＝2NO₂(g)     △H＝－112.3kJ/mol
则反应：2NO(g)＋2CO(g)N₂(g)＋2CO₂(g)的△H是       。

甲醇是人们开发和利用的一种新能源。已知：
①2H₂(g)＋O₂(g)===2H₂O(l)　ΔH₁＝－571.8 kJ/mol；
②CH₃OH(g)＋1/2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂(g) ΔH₂＝－192.9 kJ/mol。
(1)甲醇蒸气完全燃烧的热化学反应方程式为__________________________。
(2)反应②中的能量变化如图所示，则ΔH₂＝________ kJ/mol(用E₁、E₂表示)。

(3)H₂(g)的燃烧热为________。
(4)请你分析H₂(g)作为能源比甲醇蒸气作为能源的优点：______(写出两点即可)。

（每空2分，共6分）热化学方程式中的ΔH实际上是热力学中的一个物理量，叫做焓变，其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关，也与反应物和生成物的键能有关。
(1)如下图Ⅰ所示表示的是NO₂和CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式：________________________。

(2)图Ⅱ表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准态下，发生分解反应的热化学方程式：_________________________________________________。
(3)已知：
①Fe₂O₃(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO₂(g)；
ΔH＝－25 kJ·mol^－1，
②3Fe₂O₃(s)＋CO(g)===2Fe₃O₄(s)＋CO₂(g)；
ΔH＝－47 kJ·mol^－1，
③Fe₃O₄(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO₂(g)；
ΔH＝19 kJ·mol^－1
请写出CO还原FeO的热化学方程式：
________________________________________________________________________。

工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：
CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)         △H＝－41 kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应。相关数据如下：

容器编号	起始时各物质物质的量/mol	达到平衡的时间/min	达平衡时体系能量的变化/kJ
CO	H2O	CO2	H2
①	1	4	0	0	t1	放出热量：32.8 kJ
②	2	8	0	0	t2	放出热量：Q

（1）该反应过程中，反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量        （填“大于”、“小于”或“等于”）生成物分子化学键形成时所释放的总能量。
（2）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为                 %。
（3）下列叙述正确的是              （填字母序号）。
A、平衡时，两容器中H₂的体积分数相等
B、容器②中反应达平衡状态时，Q > 65.6 kJ
C、反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等
D、容器①中，化学反应速率为：
（4）已知：2H₂ (g) + O₂ (g) = 2H₂O (g)  ΔH＝－484 kJ/mol，写出CO完全燃烧生成CO₂的热化学方程式：                                   。
（5）容器①中反应进行到t min时，测得混合气体中CO₂的物质的量为0.6 mol。若用200 ml 、5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为（用一个离子方程式表示）                         。

某短周期元素的原子最外层电子数为次外层的2倍，其单质甲可发生如下反应：
甲 + 乙丙 + 丁 + 水。
（1）若丙为NO₂。
①甲与乙反应的化学方程式为                                               。
②火箭常用NO₂的二聚体N₂O₄作氧化剂，肼（N₂H₄）作燃料，已知：
N₂(g)＋2O₂(g)＝2NO₂(g)          △H ＝－67.7kJ·mol^-1
N₂H₄(g)＋O₂(g)＝N₂(g)＋2H₂O(g)  △H ＝－534.0kJ·mol^-1
2NO₂(g)N₂O₄(g)            △H ＝－52.7kJ·mol^-1
试写出气态肼（N₂H₄）在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：           
___________________________________________________。
③肼又称联氨，广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池。肼燃料电池原理如右图所示，右边电极为       （填“正极”、“负极”），左边电极上发生的电极反应式为               。

（2）若丙为SO₂。
①把乙滴入硫酸铜晶体中，观察到的现象是              。
②SO₂气体有毒，多余的SO₂气体常用足量的NaOH溶液吸收，写出吸收液中离子浓度由大到小的顺序：                                  。
③在氧化还原反应的过程中，氧化反应和还原反应同时发生，有关反应：
SO₂－2e^－＋2H₂O = SO₄^2－＋4H^＋反应的说法错误的是                          。

A．该反应为氧化反应

B．上述反应中若转移电子物质的量为0.05mol，则生成溶液的PH值为1

C．Fe2(SO4)3、品红两种溶液都能使上述反应进行

D．通入Cl2会降低SO2的漂白作用

2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO₂(g)氧化为1mol的ΔH=—99kJ·mol^—1．请回答下列问题：

（1）图中A、C分别表示   、    ，E的大小对该反应的反应热有无影响？  。该反应通常用V₂O₅作催化剂，加V₂O₅会使图中B点升高还是降低？  ，理由是      ；
（2）图中△H=  KJ·mol^—1；
（3）V₂O₅的催化循环机理可能为：V₂O₅氧化SO₂时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式         ；
（4）如果反应速率υ（SO₂）为0．05 mol·L^—1·min^—1,则υ（O₂）=  mol·L^—1·min^—1、
υ(SO₃)=       mol·L^—1·min^—1；
（5）已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol^—1，计算由S(s)生成3 molSO₃(g)的△H  （要求计算过程）。
（6）甲烷燃料电池（KOH作电解质溶液）
负极反应方程式是：                                                  
正极反应方程式是：                                                     
总反应方程式是：                                                     
（7）常温下，设pH 均为5的H₂SO₄和A1₂(SO₄)₃溶液中由水电离出的c(H⁺)分别为c₁、c₂，则c₁：c₂=                   。
（8）浓度为0.5 mol/L的盐酸与等浓度的氨水溶液反应，使溶液呈中性，则混合前体积V酸________V碱(填“大于”、“小于”或“等于”)
(9)取10 mL溶液0.5 mol/L的盐酸，加水稀释到500 mL，则此时溶液中由水电离出的c(H^＋)＝________。

   (12分）甲醇作为新型汽车动力燃料，工业上可由CO和H₂合成。该反应的热化学方程式：
该反应的原料CO和H₂本身可作为燃料，它们的热化学方程式为：

某些化学键的键能数据如下表

请回答下列问题：
(1)反应③中的ΔH₃=________kJ/mol
(2) CH₃OH燃烧生成CO₂(g)和H₂O(g)的热化学方程式为
,该反应的焓变=________kJ/mol (用含a、b的式子表示)；
(3) 若降低温度，反应①的化学平衡常数K值将________ (填“增大”、“减小”或“不变”)；
(4) 甲醇一空气电池是一种髙效、低污染质子交换腆燃料电池，电池总反应为。甲醉在催化剂作用下提供质子和电子。右图为该电池的示意图，则电极d上发生的电极反应式为________________。

能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。（注：“原子经济性”是指，在化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中）
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇
反应I：  CO(g) ＋ 2H₂(g)   CH₃OH(g)  ΔH₁
反应II： CO₂(g) ＋ 3H₂(g)   CH₃OH(g)  +  H₂O(g)  ΔH₂
上述反应符合“原子经济”原则的是：             （填“I”或“Ⅱ”）。
（2）已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)   ΔH ＝－1275.6 kJ·mol^-1
② 2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)   ΔH ＝－566.0 kJ·mol^-1
③ H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH ＝－44.0 kJ·mol^-1
请写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式
__________________________________________________
（3）甲醇—空气燃料电池，电解质溶液是：20%～30%的KOH溶液。请写出甲醇—空气燃料电池放电时正极的电极反应式。
                                        　　。
（4）下图是一个电化学过程示意图。

①锌片上发生的电极反应式为                         。
②假设使用甲醇—空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化96g，则燃料电池理论上需要     mol甲醇。