1. 二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一21世纪教育网

(1)硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃：

2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)

某温度下，SO₂的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答下列问题：

①将2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于_____。

②平衡状态由A变到B时．平衡常数K(A)_______K(B)(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(2)用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。例如：

CH₄(g)+4NO₂(g)＝4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H＝－574 kJ·mol^－1

CH₄(g)+4NO(g)＝2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H＝－1160 kJ·mol^－1

若用标准状况下4.48L CH₄还原NO₂至N₂整个过程中转移的电子总数为______(阿伏加德罗常数的值用N_A表示)，放出的热量为______kJ。

(3)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe₂O_x 3＜x＜4，M＝Mn、Co、Zn或Ni＝由铁酸盐(MFe₂O₄)经高温还原而得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示：

请写出MFe₂O_x分解SO₂的化学方程式　　　　 　　　　　　　　　　　(不必配平)。

　 [答案](1)①800L·mol^－1　 ②＝ (2)1.60N_A(或1.6N_A)　 173.4 (3)MFe₂O_x+SO₂→MFe₂O₄+S

　 　[解析](1)据题意当容器中总压强为0.10MPa时，SO₂的平衡转化率为0.80，据此可计算得出平衡时c(SO₂)=0.040mol·L^－1；c(O₂)=0.020mol·L^－1；c(SO₃)=0.16mol·L^－1。根据平衡常数的计算式：K==800L·mol^－1；只要温度不变，平衡常数就不改变，在此变化过程中，只有压强的改变，温度未发生变化，故K(A)=K(B)。

　 (2)用标准状况下4.48LCH₄还原NO₂ 至N₂，4.48LCH₄的物质的量为0.20mol，在此过程中CH₄中碳元素的化合价有-4价升高到+4价，转化为CO₂，失去电子的总物质的量为0.20mol×8= 1.60mol，故转移电子数为1.60N_A。由题目给知的热化学方程式，根据盖斯定律可以得出CH₄还原NO₂至N₂的热化学方程式为：CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H＝－867 kJ·mol^－1，则0.2molCH₄反应放出的热量为867 kJ·mol^－1×0.2mol=173.4kJ。

　 (3)此题中反应物已知为MFe₂O_X和SO₂，反应后生成MFe₂O₄，由MFe₂O_X转化为MFe₂O₄，氧原子数增加，故SO₂失去氧原子转化为S，反应式为：MFe₂O_X+SO₂=MFe₂O₄+S。

[考点分析]平衡常数、反应热、氧化还原反应方程式书写。

24. ⑴北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C₃H₈)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C₃H₆)。

　 ①丙烷脱氢可得丙烯。

　　　 已知：C₃H₈(g)→CH₄(g)+HC≡CH(g)+H₂(g)　 △H₁＝156.6 kJ·mol^-1

　　　 CH₃CH＝CH₂(g)→CH₄(g)+HC≡CH(g)　 △H₂＝32.4 kJ·mol^-1　

　 则相同条件下，反应C₃H₈(g)→CH₃CH＝CH₂ (g)+H₂(g)的△H＝　　　　 kJ·mol^-1。

②以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应总方程式为　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；放电时，CO₃^2－移

向电池的　　　　　 (填“正”或“负”)极。

⑵反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。

　①该反应是_______________反应(填“吸热”“放热”)；

　②在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E₁和E₂的变化是：E₁_________，E₂________(填“增大”“减小”“不变”)；

　③反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？_____________，原因是______________

______________________________________________________________________　 ____。

[答案]

⑴　 ①124.2　　 ②C₃H₈+5O₂＝3CO₂+4H₂O　　 负　　

　 ⑵　 ①放热　　 ②减小　　 减小

　　　 ③不影响　　 催化剂不改变平衡的移动　

[专题综合]

23. 红磷P(s)和Cl₂(g)发生反应生成PCl₃(g)和PCl₅(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。

根据右图回答下列问题：

(1)原子最外层电子均达到8电子结构的分子是

　 　　　　　　(选填“PCl₃”或“PCl₅”)。

(2)P和Cl₂反应生成PCl₃的热化学方程式

______　　　　　　　　　　　　　　　　 _。

(3) PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的热化学方程式__________________　　　　　　 _　　 。

(4)PCl₅与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是

________________ ___　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 __。

[答案]

.　　 (1)PCl₃

(2) P(s)+Cl₂(g)₌₌₌ PCl₃(g)；△H＝－306kJ·mol^－1 　

(3) PCl₅(g)₌₌₌PCl₃(g)+Cl₂(g)；△H＝+93kJ·mol^－1　　

(4)PCl₅+4H₂O₌₌₌H₃PO₄+5HCl。

22. 现有A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大。已知A与D、C与E分别同主族，D、E、F同周期；A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等，A与C形成的化合物常温下均为液态，A分别与E、F形成的气体分子电子总数相等。

请回答下列问题：

(1)元素B在周期表中的位置是_____________________，元素D的原子结构示意图为_________________________。

(2)A、D、E 3种元素形成一种离子化合物，其水溶液呈碱性，试用离子方程式表示该溶液中存在的所有平衡______________________________________

________________________________________________________________。

(3)A₂C比A₂E沸点高的原因是______________________________________。

(4)在一定条件下，A、C的单质和A、C、D形成的离子化合物的水溶液可构成电池，该电池正极的电极反应式为_________________________________，负极的电极反应式为______________________________；该电池在放电过程中，电解质溶液的pH将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(5)化合物B₂A₄和B₂C₄的液体曾被用作火箭推进剂，燃烧反应的生成物是一种气态单质和一种化合物，它们对环境无污染。1 mol B₂A₄与B₂C₄完全反应生成两种气体时放出热量516.8 kJ，则该反应的热化学方程式为

_________________________________________________________________。

[答案]

21. 反应A(g)+B(g)C(g) +D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。

(1)该反应是____________________反应(填“吸热”“放热”)；

(2)当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率______(填“增大”“减小”“不变”)，原因是________________________________________________________________________________；

(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?_______________，原因是_____________________________。

(4)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E₁和E₂的变化是：E₁_____，E₂______(填“增大”“减小”“不变”)。

[答案]

(1)放热。

(2)减小；该反应正反应为放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动。

(3)不影响；催化剂不改变平衡的移动。

(4)减小、减小。

20. 工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下： SiCl₄(g)+2H₂(g)₌₌₌Si(s)+4HCl(g)；△H＝+QkJ·mol^－1(Q＞0)某温度、压强下，将一定量的反应物通入密闭容器进行以上的反应(此条件下为可逆反应)，下列叙述正确的是(　　 )

A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl₄的转化率

B．若反应开始时SiCl₄为1mol，则达到平衡时，吸收热量为QkJ

C．反应至4min时，若HCl的浓度为0.12mol·L^－1，则H₂的反应速率为0.03mol/(L·min)

D．当反应吸收热量为0.025QkJ时，生成的HCl通入100mL1mol·L^－1的NaOH恰好反应

[答案]D

19. 以N_A代表阿伏加德罗常数，有关反应(　　 )

C₂H₂(g)+O₂(g)→2CO₂(g)+H₂O(l)；ΔH= -1300kJ/mol

下列关于热化学方程式的说法正确的是

A．有5N_A个电子转移时，该反应放出1300kJ的能量

B．有N_A个水分子生成且为液体时，吸收1300kJ的能量

C．有4N_A个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量

D．有8N_A个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量

[答案]D

18. 下列说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

A．标准状况下，11.2LHCl中含 6.02×10²³个离子

B．△H＜0，△S＞0的化学反应一定能自发进行

C．pH＝5的盐酸，稀释1000倍后，溶液pH约为8

D．溶液，则

[答案]B

17. 下列热化学方程式中的ΔH能表示对应可燃物质燃烧热的是(　　 )

A．2 CO(g) + O₂(g) ＝ 2 CO₂(g)；ΔH = －566 KJ·mol^-1

B．CH₄(g) + 2 O₂(g) ＝CO₂(g) + 2 H₂O(l)；ΔH = －890 KJ·mol^-1

C．2 H₂(g) + O₂(g) = 2 H₂O(l)；ΔH = －571.6 KJ·mol^-1

D．H₂(g) + Cl₂(g) = 2 HCl(g) ；ΔH = －184.6 KJ·mol^-1

[答案]B

16. 下列表述中正确的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　(　　 )

A．任何能使熵值减小的过程都能自发进行

B．已知热化学方程式2SO₂ (g)+O₂ (g) 　2SO₃ (g)；△H＝－QkJ·mol^－1(Q＞0)，

则将2mol SO₂(g)和1mol O₂(g)置于一密闭容器中充分反应后放出QkJ的热量

C．在Na₂SO₄溶液中加入过量的BaCl₂后，溶液中不存在SO₄^2－

D．1mol NaOH分别和1mol CH₃COOH、1molHNO₃反应，后者比前者△H小

[答案]D