＋H2O32
3.基于CaSO4为载氧体的天然气燃烧是一种新型绿色的燃烧方式，CaSO4作为氧和热量的有效载体，能够髙效低能耗地实现CO2的分离和捕获其原理如下图所示：
（1）已知在燃料反应器中发生如下反应：
i.CaSO4（g）+CH4（g）=4CaO（s）+CO2（g）+4SO2（g）+2H2O（g）ΔH1=akJ/mol
ii.CaSO4（s）+CH4（g）=CaS（s）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH2=bkJ/mol
ⅲ.CaS（s）+3CaSO4（s）=4CaO（s）+4SO2（g）ΔH3=ckJ/mol
①燃料反应器中主反应为_____________（填“i”“ii”或“ⅲ”）。
②反应i和ii的平衡常数Kp与温度的关系如图1，则a_____________0（填“>”“=”或“<”）；720℃时反应ⅲ的平衡常数Kp=_________________。
③下列措施可提高反应ii中甲烷平衡转化率的是______________。
A.增加CaSO4固体的投入量B.将水蒸气冷凝C.降温D.增大甲烷流量
（2）如图2所示，该燃料反应器最佳温度范围为850℃-900℃之间，从化学反应原理的角度说明原因：
________________________。
（3）空气反应器中发生的反应为：
CaS（s）+2O2（g）=CaSO4（s）ΔH4=dkJ/mol，根据热化学原理推测该反应为__________________（填“吸热”或“放热”）反应。
（4）该原理总反应的热化学方程式为_____________________________。
（5）25℃时，用Na2S沉淀Cu2+、Sn2+两种金属离子（M2+），所需S2-最低浓度的对数值lgc（S2-）与lgc（M2+）的关系如右图所示，请回答：
25℃时向50mL的Sn2+、Cu2+浓度均为0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，当Na2S溶液加到150mL时开始生成SnS沉淀，则此时溶液中Cu2+浓度为___________mol/L。
答案：
（1）ii>1.0×10-18B
（2）温度过低，反应速率较慢；温度较高，副反应增多（3）放热（4）CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）ΔH=（b+d）kJ/mol或ΔH=（a-c+d）kI/mol（5）2.5×10-13
4.利用H2S废气制取H2的方法有利于环保。
（l）H2S的电子式是____，H2S溶液中H2S、HS-，S2-的物质的量分数δ（X）随pH的变化如图所示，H2S的电离平衡常数ka1=___________
（2）利用H2S废气制取H2的方法有多种。
①热化学硫碘循环法已知循环反应如下：
H2S（g）+H2SO4（aq）═S（s）+SO2（g）+2H2O（l）△H1=61kJ/mol
SO2（g）+I2（g）+2H2O（l）=2HI（aq）+H2SO4（aq）△H2=-151kJ/mol
2HI（aq）=H2（g）+I2（g）△H3=110kJ/mol
写出硫化氢气体分解为氢气和固体硫的热化学方程式_____。
②高温热分解法
已知：
H2S（g）=H2（g）+l/2S2（g），在恒温密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。
以H2S起始浓度均为cmol/L，测定H2S的转化率，H2S的平衡转化率与温度关系如图所示。
据图可知：
温度升高平衡常数K_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
若985℃时平衡常数K=0.04，则起始浓度c=______mol/L。
③电化学法该法制氢过程的示意图如上图。
循环利用的物质是____。
反应池中化学反应方程式为______。
电解池阳极电极反应式为____。
答案：
（1）
10-7.24
（2）H2S（g）==H2（g）+S（s）ΔH=20KJ·mol-1增大0.018FeCl32FeCl3+H2S==2FeCl2+S↓+2HClFe2+－e－==Fe3+
5.铁及其化合物在工农业生产中有重要的作用。
（1）已知：
①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ/mol；
②C（s）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ/mol
③4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H3=-1651.0kJ/mol
CO还原Fe2O3的热化学方程式为__________________________________________。
（2）高炉炼铁产生的高炉气中含有CO、H2、CO2等气体，用CO和H2在催化剂作用下合成甲醇，是减少污染、节约能源的新举措，反应原理：
CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）△H。
在体积不同的两个恒容密闭容器中分别充入1molCO和2molH2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图。
①在上图A、B、C三点中，选出对应下表物理量最小的点。
反应速率
平衡常数K
平衡转化率α
_________
_________
_________
②在300℃时，向C点平衡体系中再充入0.5molCO、1.0molH2和0.5mol的CH3OH，该反应向_________方向进行（填“正反应”、‘逆反应”或“不移动”）。
③一定温度下，CO的转化率与起始投料比[n（H2）/n（CO）]的变化关系图所示，测得D点氢气的转化率为40%，则x=_____________。
（3）三氯化铁是一种重要的化合物，可以用来腐蚀电路板。
某腐蚀废液中含有0.5mol·L-1Fe3+和0.26mol·L-1的Cu2+，欲使Fe3+完全沉淀[c（Fe3+）≤4×l0-5]而Cu2+不沉淀，则需控制溶液pH的范围为_________。
[KspCu（OH）2=2.6×l0-19；KspFe（OH）3=4×l0-38]
（4）莫尔盐，即六水合硫酸亚铁铵晶体，是一种重要的化工原料，在空气中缓慢风化及氧化，欲证明一瓶久置的莫尔盐已经部分氧化，需要进行实验操作是：
取少量样品，加无氧水溶解，将溶液分成两份，______________________________________，则证明该样品已部分氧化。
答案：
（1）Fe2O3（s）+3CO（g）
2Fe（s）+3CO2（g）△H=-23.5kJ/mol-1
（2）BCB正反应3（3）3≤pH＜5（4）向一份溶液中加入KSCN溶液，溶液变为血红色；向另一溶液中加入铁氰化钾溶液，产生特征蓝色沉淀
6.碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。
消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少PM2.5 的排放。
已知如下信息:
①2CO（g）+2NO（g）
2CO2（g）+N2（g）△H1=- 748kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2 =-565kJ/mol
（1）在一定条件下N2和O2会转化为NO，写出该反应的热化学方程式：
______________。
（2）为研究不同条件对反应的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2moINO和0.3moICO，在催化剂存在的条件下发生反应D，10min时反应达到平衡，测得10min内v（NO）=7.5×10-3mol/（L•min），则平衡后CO的转化率为_______________。
（3）其他条件相同，tmin时不同温度下测得NO的转化率如图（I）所示。
A点的反应速率v正___（填“>”、“<”或“=”）v逆，A、B两点反应的平衡常数较大的是_______（填“A”或“B”），理由是__________________。
（4）已知常温下:
Ka（HNO2）=7.1×10-4mol/L；Kb（NH3·H2O）=1.7×10-5mol/L。
0.1mol/LNH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是_________，常温下NO2-水解反应的平衡常数K=____。
（5）人工光合作用能够借助太阳能用CO2和水制备化学原料，图（II）是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，请写出催化剂b处的电极反应式:
______________。
答案：
（1）N2（g）+O2（g）===2NO（g）△H=+183kJ/mol
（2）50%（3）>A正反应为放热反应，温度升高，平衡向左移动，K变小（4）c（NO2-）>c（NH4+）>c（H+）>c（OH-）1.4×10-11（5）CO2+2e-+2H+
=HCOOH
7.汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。
为减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：
（1）已知：
2NO（g）+2CO（g）
2CO2（g）+N2（g）△H=﹣746.5kJ/mol
2C（s）+O2（g）
2CO（g）△H=﹣221kJ/mol
C（s）+O2（g）
CO2（g）△H=﹣393.5kJ/mol
则N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H= ____________kJ/mol
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
5
c（NO）/10-4mol/L
10.0
4.50
C1
1.50
1.00
1.00
c（CO）/10-3mol/L
3.60
3.05
C2
2.75
2.70
2.70
则C2较合理的数值为_________（填字母标号）
A.4.20 B.4.00 C.2.95D.2.85
（3）将不同物质的量的H2O（g）和CO（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
H2O（g）+CO2（g）
CO2（g）+H2（g）得到如下三组数据：
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
CO
H2
i
650
2
4
2.4
1.6
5
ii
900
1
2
1.6
0.4
3
iii
900
a
b
C
d
1
若a=2，b=1，则c=____，三组实验对应平衡常数的关系K（i）_____K（ii）_____K（iii）（填“＞”、“＜”或“=”）。
（4）控制反应条件，CO和H2可以用来合成甲醇和二甲醚，其中合成二甲醚的化学方程式为：
3H2（g）+3CO（g）
CH3OCH3（g）+CO2（g），在相同条件下合成二甲醚和合成甲醇的原料平衡转化率随氢碳比
的变化如图所示：
①合成二甲醚的最佳氢碳比为__________。
②甲醇使用不当会导致污染，可用电解法消除这种污染。
其原理是电解CoSO4、稀硫酸和CH3OH的混合溶液，将Co2+氧化为Co3+，Co3+再将CH3OH氧化成CO2，Co3+氧化CH3OH的离子方程式为_________。
答案：
（1）+180.5
（2）D（3）0.6>=（4）1.06Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
8.以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点，但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。
（1）以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向。
甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应：
主反应：
CH3OH（g）+H2O（g）
CO2（g）+3H2（g）△H=+49kJ•mol-1
副反应：
H2（g）+CO2（g）
CO（g）+H2O（g）△H=+41kJ•mol-1
①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，则该反应的化学方程式为_______________，既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是_________________________。
②分析适当增大水醇比（nH2O∶nCH3OH）对甲醇水蒸气重整制氢的好处________________。
③某温度下，将nH2O∶nCH3OH=1∶1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为p1，反应达到平衡时总压强为p2，则平衡时甲醇的转化率为_________________________。
（忽略副反应）
（2）工业常用CH4 与水蒸气在一定条件下来制取H2，其原理为：
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g） ΔH=+203kJ·mol-1
①该反应的逆反应速率表达式为； V逆=k·c（CO）·c3（H2），k为速率常数，在某温度下，测得实验数据如表：
CO浓度（mol·L-1）
H2浓度（mol·L-1）
逆反应速率（mol·L-1·min-1）
0.05
C1
4.8
c2
C1
19.2
c2
0.15
8.1
由上述数据可得该温度下，上述反应的逆反应速率常数k 为__________L3·mol-3·min-1。
②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol 的CH4和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图2所示，则压强Pl___P2（填“大于”或“小于”）温度T3___T4（填“大于”或“小于”）；压强为P1时，在N点；v正_____v逆（填“大于”或“小于”或“等于”）。
求N点对应温度下该反应的平衡常数K=_______。
答案：
（1）CH3OH（g）
CO（g）+2H2（g）ΔH=+90kJ·mol-1升高温度提高甲醇的利用率，有利于抑制CO的生成（
﹣1）×100%
（2）.1.2×104大于小于大于48mol2·L-2
9.Na2SO3是一种重要的还原剂，I2O5是一种重要的氧化剂，二者都是化学实验室中的重要试剂。
（1）已知:
2Na2SO3（aq）+O2（aq）==2Na2SO4（aq）△H=mkJ·mol-1，O2（g）
O2（aq）△H=nkJ·mol-1，则Na2SO3溶液与O2（g）反应的热化学方程式为______________________________。
（2）Na2SO3的氧化分富氧区和贫氧区两个阶段，贫氧区速率方程为v=k·ca（SO32-）·cb（O2），k为常数。
①当溶解氧浓度为4.0mg/L（此时Na2SO3的氧化位于贫氧区）时，c（SO32-）与速率数值关系如下表所示，则a=____。
c（SO32-）×103
3.65
5.65
7.65
11.65
V×106
10.2
24.4
44.7
103.6
②两个阶段的速率方程和不同温度的速率常数之比如下表所示。
已知1n（k2/k1）=Ea/R（1/T2-1/T1），R为常数，则Ea（富氧区）______（填“>”或“<”）Ea（贫氧区）。
反应阶段
速率方程
k（297.0K）/k（291.5K）
富氧区
v=k·c（SO32-）·c（O2）
1.47
贫氧区
v=k·ca（SO32-）·cb（O2）
2.59
（3）等物质的量的Na2SO3和Na2SO4混合溶液中，c（SO32-）+c（HSO3-）______（填“>”“<”或“=”）c（SO42-）。
（4）利用I2O5可消除CO污染，其反应为I2O5（s）+5CO（g）
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2molCO，测得CO2气体的体积分数φ（CO2）随时间t的变化曲线如图所示。
①从反应开始至a点时的平均反应速率v（CO）=__________。
②b点时，CO的转化率为_____________。
③b点和d点的化学平衡常数:
Kb____（填“>”“<”或“=”）Kd，判断的理由是________。
答案:
（1）2Na2SO3（aq）+O2（g）=2Na2SO4（aq）ΔH=（m+n）kJ/mol
（2）2<（3）<（4）0.6mol/（L·min）80%>其他条件相同时，曲线II 先达到平衡，温度高于曲线I的，说明温度升高CO2的产率降低，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小
10.充分利用碳的氧化物合成化工原料，既可以减少环境污染和温室效应，又能变废为宝。
Ⅰ．CO2的综合利用是解决温室效应及能源问题的有效途径。
（1）O2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。
已知CH3OH、H2的燃烧热分别为△H1=-akJ·mol-1、△H2=-bkJ·mol-1，且1mol水蒸气转化为液态水时放出ckJ的热量。
则CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）△H=___________kJ·mol-1。
（2）对于CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）．控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇产率的影响如图所示。
由图可知获取CH3OH最适宜的温度是______，下列有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的措施是___________。
A．使用催化剂B．增大体系压强
C．增大CO2和H2的初始投料比D．投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度
Ⅱ．CO是合成尿素、甲酸的原料。
（3）合成尿素的反应：
2NH3（g）+CO（g）
CO（NH2）2（g）+H2（g）△H=-81.0kJ·mol-1。
①T℃时，在体积为2L的恒容密闭容器中，将2molNH3和1molCO混合发生反应，5min时，NH3的转化率为80%。
则0～5min内的平均反应速率为v（CO）=___________。
②已知：
温度/K
398
498
…
平衡常数/K
126.5
K1
…
则：
K1___________126.5（填“＞”或“<”）;其判断理由是___________。
（4）通过人工光合作用可将CO转化成HCOOH。
①已知常温下，浓度均为0.1mol·L-1的HCOOH和HCOONa混合溶液pH=3.7,则HCOOH的电离常数Ka的值为___________（已知lg2=0.3）。
②用电化学可消除HCOOH对水质造成的污染，其原理是电解Co
升级会员 