，则c（NH
）>c（HCO
）；
平衡常数K＝
＝
＝
＝
＝1.25×10－3。
（5）b极上CO2得电子，结合氢离子生成乙烯和水：
2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O。
答案：
（1）Fe3O4
（2）－130.8 （3）①b ②0.18mol·L－1·min－1 ③增大投料比、增大压强、降低温度等 （4）> 1.25×10－3 （5）2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O
2．（2017·广州五校联考）碳和氮是动植物体中的重要组成元素，向大气中过度排放二氧化碳会造成温室效应，氮氧化物会产生光化学烟雾，目前，这些有毒有害气体的处理成为科学研究的重要内容。
（1）已知热化学方程式：
①2C2H2（g）＋5O2（g）===4CO2（g）＋2H2O（l） ΔH1
②C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH2
③H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH3
则反应④2C（s）＋H2（g）===C2H2（g）的ΔH为____________。
（用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系式表示）
（2）利用上述反应①设计燃料电池（电解质溶液为氢氧化钾溶液），写出电池的负极反应式：
__________________。
（3）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。
某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）＋2NO（g）N2（g）＋CO2（g） ΔH<0。
在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
时间/min
浓度/ （mol·L－1）
物质
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.68
0.50
0.50
0.60
0.60
N2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
CO2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
①10～20min内，NO的平均反应速率v（NO）＝______________，T1℃时，该反应的平衡常数K＝________。
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是________（填字母编号）。
a．通入一定量的NO
b．加入一定量的C
c．适当升高反应体系的温度
d．加入合适的催化剂
e．适当缩小容器的体积
③若保持与上述反应前30min的反应条件相同，起始时NO的浓度为2.50mol·L－1，则反应达平衡时c（NO）＝________mol·L－1，NO的转化率________（填“增大”“减小”或“不变”）。
解析：
（1）根据盖斯定律，由②×2＋③－①×
可得：
2C（s）＋H2（g）===C2H2（g） ΔH＝2ΔH2＋ΔH3－
ΔH1。
（2）该燃料电池负极上C2H2发生氧化反应，生成CO
，电极反应式为C2H2－10e－＋14OH－===2CO
＋8H2O。
（3）①10～20min内，v（NO）＝
＝0.018mol·L－1·min－1。
根据表中数据可知，20～30min内反应处于平衡状态，且平衡时c（NO）＝0.50mol·L－1、c（N2）＝0.25mol·L－1、c（CO2）＝0.25mol·L－1，则平衡常数K＝
＝
＝0.25。
②当通入一定量的NO，使c（NO）增大，平衡向右移动c（N2）、c（CO2）均增大，达到平衡时c（NO）达到原来浓度，故a项符合题意；由C为固体，加入C，对平衡没有影响，b项不符合题意；升高温度平衡左移c（N2）、c（CO2）减小，c（NO）增大，c项不符合题意；催化剂仅能改变反应速率对平衡没有影响，d项不符合题意；缩小容器的体积，虽平衡不移动，但c（NO）、c（N2）、c（CO2）均增大，e项符合题意。
③设达平衡时c（NO）＝xmol·L－1，则平衡时c（N2）＝c（CO2）＝
×（2.50－x）mol·L－1，由于温度不变，故平衡常数不变，则有：
K＝
＝
＝0.25，解得x＝1.25，c（NO）＝1.25mol·L－1。
增大NO的起始浓度，体系压强增大，由于该反应为反应前后气体分子数不变的反应，故平衡不移动，NO的转化率不变。
答案：
（1）2ΔH2＋ΔH3－
ΔH1
（2）C2H2－10e－＋14OH－===2CO
＋8H2O
（3）①0.018mol·L－1·min－1 0.25 ②ae ③1.25 不变
3．（2017·天津高考）H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题。
Ⅰ.H2S的除去
方法1：
生物脱H2S的原理为：
H2S＋Fe2（SO4）3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4
4FeSO4＋O2＋2H2SO4
2Fe2（SO4）3＋2H2O
（1）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是________。
（2）由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为________________。
若反应温度过高，反应速率下降，其原因是_______________________________________________。
方法2：
在一定条件下，用H2O2氧化H2S
（3）随着参加反应的n（H2O2）/n（H2S）变化，氧化产物不同。
当n（H2O2）/n（H2S）＝4时，氧化产物的分子式为________。
Ⅱ.SO2的除去
方法1（双碱法）：
用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生
NaOH溶液
Na2SO3溶液
（4）写出过程①的离子方程式：
___________________________________________；
CaO在水中存在如下转化：
CaO（s）＋H2O（l）===Ca（OH）2（s）Ca2＋（aq）＋2OH－（aq）
从平衡移动的角度，简述过程②NaOH再生的原理____________________________
________________________________________________________________________。
方法2：
用氨水除去SO2
（5）已知25℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。
若氨水的浓度为2.0mol·L－1，溶液中的c（OH－）＝________mol·L－1。
将SO2通入该氨水中，当c（OH－）降至1.0×10－7mol·L－1时，溶液中的c（SO
）/c（HSO
）＝________。
解析：
（1）使用硫杆菌，反应速率加快，说明硫杆菌作催化剂，能够降低反应的活化能，加快反应速率。
（2）根据题图可知，当温度为30℃、pH＝2.0时，Fe2＋被氧化的速率最快。
反应温度过高，反应速率下降，可能是因为催化剂的催化活性降低，即硫杆菌中蛋白质发生变性。
（3）当n（H2O2）/n（H2S）＝4时，设氧化产物中S的化合价为x。
根据得失电子守恒，知[－1－（－2）]×2×4＝[x－（－2）]×1，解得x＝6，故H2S对应的氧化产物的分子式为H2SO4。
（4）过程①的离子方程式为2OH－＋SO2===SO
＋H2O。
加入CaO，Ca2＋与SO
生成CaSO3沉淀，平衡正向移动，因此有NaOH生成。
（5）设氨水中c（OH－）＝xmol·L－1，根据NH3·H2O的Kb＝
，则
＝1.8×10－5，解得x＝6.0×10－3。
根据H2SO3的Ka2＝
，则
＝
，当c（OH－）降至1.0×10－7mol·L－1时，c（H＋）为1.0×10－7mol·L－1，则
＝
＝0.62。
答案：
（1）降低反应活化能（或作催化剂）
（2）30℃、pH＝2.0 蛋白质变性（或硫杆菌失去活性）
（3）H2SO4
（4）2OH－＋SO2===SO
＋H2O SO
与Ca2＋生成CaSO3沉淀，平衡正向移动，有NaOH生成
（5）6.0×10－3 0.62
4．许多含碳、含氢物质都是重要的化工原料。
（1）某新型储氢合金（化学式为Mg17Al12）的储氢原理为Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al，该反应的氧化产物是________________。
（2）C2O3是一种无色无味的气体，可溶于水生成草酸（H2C2O4），写出它与足量NaOH溶液反应的化学方程式：
____________________________________________。
（3）已知：
①H2（g）＋
O2（g）===H2O（g）ΔH1＝－198kJ·mol－1
②CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH2
③CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）ΔH3＝－846.3kJ·mol－1
化学键
O===O
C===O
键能/（kJ·mol－1）
958.5
497
745
CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）的ΔH＝____________。
（4）向容积为2L的某恒容密闭容器中充入3molCH4（g）、4molH2O（g），温度为TK时，测出容器内c（H2）随时间的变化关系如图中曲线Ⅱ所示。
图中曲线Ⅰ、Ⅲ分别表示相对于曲线Ⅱ改变反应条件后c（H2）随时间的变化关系。
①若曲线Ⅰ代表的是仅改变一种条件后的情况，则改变的条件可能是________，a、b两点用CO浓度变化值表示的反应速率关系为________。
②曲线Ⅱ对应反应的平衡常数等于____________；该温度下，若将等物质的量浓度的CH4、H2O、CO、H2混合在该容器中，则开始时H2的生成速率________H2的消耗速率（填“>”“<”“＝”或“无法确定”）。
解析：
（1）反应中镁元素的化合价由0价升高到＋2价，发生氧化反应，生成氧化产物MgH2。
（2）由C2O3溶于水生成草酸知，C2O3与NaOH反应生成草酸钠与水。
（3）ΔH2＝反应物总键能－生成物总键能＝（958.5＋0.5×497）kJ·mol－1－2×745kJ·mol－1＝－283kJ·mol－1，由盖斯定律知：
ΔH＝ΔH3－（ΔH2＋3ΔH1）＝－846.3kJ·mol－1－[－283kJ·mol－1＋3×（－198kJ·mol－1）]＝＋30.7kJ·mol－1。
（4）①曲线Ⅰ相对于曲线Ⅱ而言，达到平衡所需要的时间较少，平衡时c（H2）较大，说明条件改变后反应速率较快，更有利于平衡向右进行，故改变的条件是升高温度。
a、b两点反应均处于平衡状态，故平均反应速率均为0。
②由题给数据并结合反应的化学方程式易求出平衡时c（CH4）＝0.5mol·L－1、c（H2O）＝1mol·L－1、c（CO）＝1mol·L－1，故平衡常数为54。
当几种物质等物质的量浓度（设为c）混合时，Qc＝c2，因c值不确定，故无法确定Qc与K的相对大小，所以反应进行的方向也无法确定。
答案：
（1）MgH2
（2）C2O3＋2NaOH===Na2C2O4＋H2O
（3）＋30.7kJ·mol－1
（4）①升高温度 均为0 ②54 无法确定
专题检测B
1．（2017·襄阳调研）
（1）汽车尾气的主要污染物为NO，用H2催化还原NO可以达到消除污染的目的。
已知：
2NO（g）N2（g）＋O2（g）ΔH＝－180.5kJ·mol－1
2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）ΔH＝＋571.6kJ·mol－1
则H2（g）与NO（g）反应生成N2（g）和H2O（l）的热化学方程式是________________________________________________________________________。
（2）消除汽车尾气的过程中，反应2NO（g）N2（g）＋O2（g）起决定作用，某研究小组模拟研究如下：
向1L恒容密闭容器中充入amolNO，其浓度与反应温度和时间的关系如图所示。
①T2下，在0～t1时间段内，v（O2）＝____mol·L－1·min－1；反应N2（g）＋O2（g）2NO（g）平衡常数K＝________（用相关字母表示）。
②该反应进行到M点放出的热量________（填“大于”“小于”或“等于”）进行到W点放出的热量；M点时再加入一定量的NO，平衡后NO的转化率________（填“变大”“变小”或“不变”）。
③反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是________（填字母）。
a．混合气体的密度
b．混合气体的压强
c．逆反应速率
d．单位时间内，N2和NO的消耗量之比
e．气体的平均相对分子质量
（3）工业上用氨水吸收废气中的SO2。
已知NH3·H2O的电离常数Kb＝1.8×10－5；H2SO3的电离常数Ka1＝1.2×10－2，Ka2＝1.3×10－8。
在通入废气的过程中：
①当恰好生成正盐时，溶液中离子浓度的大小关系为_____________________。
②当恰好生成酸式盐时，加入少量NaOH溶液，反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
解析：
（2）①根据图像，T2下，在0～t1时间段内，v（NO）＝
mol·L－1·min－1，v（O2）＝
mol·L－1·min－1；
2NO（g）N2（g）＋O2（g）
起始（mol·L－1） a 0 0
反应（mol·L－1）a－m
平衡（mol·L－1）m
平衡常数K′＝
＝
，则N2（g）＋O2（g）2NO（g）平衡常数K＝
＝
。
②由于2NO（g）N2（g）＋O2（g） ΔH＝－180.5kJ·mol－1，反应放热，放出的热量与反应消耗的NO的物质的量成正比，W点c（NO）浓度小，反应消耗的NO多，因此进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量；M点时再加入一定量NO，相当于增大压强，增大压强，平衡不移动，平衡后NO的转化率不变。
③反应开始至达到平衡的过程中，容器的体积不变，气体的质量不变，混合气体的密度不变，a项不符合题意；该反应是一个反应前后气体分子数不变的反应，反应前后混合气体的压强不变，b项不符合题意；开始时逆反应速率为0，随着反应的进行，生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，c项符合题意；在平衡之前，正反应速率大于逆反应速率，N2的消耗量小于NO的消耗量的
，d项符合题意；气体的物质的量不变，气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变，e项不符合题意。
（3）①正盐为亚硫酸铵，在亚硫酸铵溶液中，由于Kb（NH3·H2O）>Ka2（H2SO3），故亚硫酸根离子水解程度大于铵根离子，因此c（NH
）>c（SO
）、c（OH－）>c（H＋），由亚硫酸根离子的两步水解可知c（OH－）>c（HSO
），碱性溶液c（H＋）最小，故c（NH
）>c（SO
）>c（OH－）>c（HSO
）>c（H＋）。
②亚硫酸氢铵中加入少量NaOH溶液，反应生成亚硫酸钠、亚硫酸铵和水，反应的离子方程式为HSO
＋OH－===H2O＋SO
。
答案：
（1）2H2（g）＋2NO（g）===N2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－752.1kJ·mol－1
（2）①
②小于 不变 ③cd
（3）①c（NH
）>c（SO
）>c（OH－）>c（HSO
）>c（H＋） ②HSO
＋OH－===H2O＋SO
2．氢气是一种常用的化工原料，如合成氨和尿素[CO（NH2）2]等。
（1）以H2合成CO（NH2）2的有关热化学方程式有：
①N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）ΔH1＝－92.40kJ·mol－1
②2NH3（g）＋CO2（g）NH2CO2NH4（s）ΔH2＝－159.47kJ·mol－1
③NH2CO2NH4（s）CO（NH2）2（s）＋H2O（l）ΔH3＝＋72.49kJ·mol－1
则N2（g）、H2（g）与CO2（g）反应生成CO（NH2）2（s）和H2O（l）的热化学方程式为________________________________________________________________________。
（2）尿素在土壤里会缓慢转化成碳酸铵、碳酸氢铵：
CO（NH2）2＋2H2O（NH4）2CO3、（NH4）2CO3＋H2ONH4HCO3＋NH3·H2O。
已知，常温下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等。
①在同温度、同浓度的下列溶液中，pH由大到小的顺序为____________（用字母表示）。
a．NH4Cl（aq） b．氨水
c．CH3COONH4（aq）d．NH4HCO3（aq）
e．（NH4）2CO3（aq）
②碳酸铵溶液中c（H＋）－c（OH－）＝____________。
（3）电解制H2的原理为C（s）＋2H2O（l）
CO2（g）＋2H2（g）。
某学习小组拟以二甲醚－空气碱性燃料电池为电源，电解煤浆液（由煤粉与稀硫酸组成）探究上述原理，装置如图所示。
①离子交换膜可能是________（填字母）。
a．阳离子交换膜b．阴离子交换膜 c．质子交换膜
②已知4.6g二甲醚（CH3OCH3）参与反应，装置Ⅰ的能量转化率为80%，C4极收集到8064mL（标准状况）气体，装置Ⅱ的电流效率η＝________。
（4）在电催化作用下，丙烷与水反应生成氢气和一种含有三元环的环氧化合物X。
写出该反应的化学方程式：
______________________；环氧化合物Y是X的同分异构体，Y的结构简式为__________________。
解析：
（1）根据盖斯定律，由①＋②＋③得：
N2（g）＋3H2（g）＋CO2（g）===CO（NH2）2（s）＋H2O（l） ΔH＝（－92.40－159.47＋72.49）kJ·mol－1＝－179.38kJ·mol－1。
（2）①根据越弱越水解知，水解能力排序为CO
>HCO
>NH
＝CH3COO－，所以同温度、同浓度的碳酸铵溶液的碱性比碳酸氢铵溶液的强。
即同温度、同浓度条件下，氨水、碳酸铵溶液、碳酸氢铵溶液、醋酸铵溶液、氯化铵溶液的pH依次减小。
②碳酸铵溶液中，由电荷守恒知c（NH
）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（HCO
）＋2c（CO
），变形得c（H＋）－c（OH－）＝c（HCO
）＋2c（CO
）－c（NH
）。
（3）①二甲醚发生氧化反应，C1极为负极，C4极为阴极，C3极为阳极。
C3极的电极反应式为C－4e－＋2H2O===CO2↑＋4H＋，C4极的电极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑。
阴极区氢离子的浓度减小，阳极区中氢离子从左透过交换膜向右迁移，故离子交换膜可能为质子交换膜或阳离子交换膜（煤浆中没有其他阳离子）。
②装置Ⅰ中负极反应式为CH3OCH3－12e－＋16OH－===2CO
＋11H2O，n（CH3OCH3）＝0.1mol，装置Ⅰ向装置Ⅱ提供电子的物质的量为0.1mol×12×80%＝0.96mol。
n（H2）＝
＝0.36mol，生成0.36mol氢气需要电子的物质的量为0.72mol。
根据电流效率定义，装置Ⅱ的电流效率η＝
×100%＝75%。
（4）CH3CH2CH3与H2O反应生成氢气和X，X是三元环氧化合物，1个三元环中含1个氧原子、2个碳原子，即X为甲基环氧乙烷，它的环氧化合物类同分异构体为环氧丙烷。
答案：
（1）N2（g）＋3H2（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（s）＋H2O（l） ΔH＝－179.38kJ·mol－1
（2）①b>e>d>c>a
②c（HCO
）＋2c（CO
）－c（NH
）
（3）①ac ②75%
3．能源是制约国家发展进程的因素之一。
甲醇、二甲醚等被称为21世纪的绿色能源，工业上以天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H2），再制成甲醇、二甲醚。
（1）工业上，可以分离合成气中的氢气，用于合成氨，常用醋酸二氨合亚铜[Cu（NH3）2]Ac溶液来吸收合成气中的一氧
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