（浙江選考）2020版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 題型強(qiáng)化二 化學(xué)反應(yīng)原理專項(xiàng)訓(xùn)練.docx

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題型強(qiáng)化專項(xiàng)訓(xùn)練二　化學(xué)反應(yīng)原理 1.(2018金華十校聯(lián)考)催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生兩個(gè)反應(yīng),分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下: Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-53.7 kJmol-1 Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2 某實(shí)驗(yàn)控制CO2和H2初始投料比為1∶2.2,經(jīng)過相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù): T/K 催化劑 CO2轉(zhuǎn)化率/% 甲醇選擇性/% 543 Cat.1 12.3 42.3 543 Cat.2 10.9 72.7 553 Cat.1 15.3 39.1 553 Cat.2 12.0 71.6 [備注]Cat.1:Cu/ZnO納米棒,Cat.2:Cu/ZnO納米片; 甲醇選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比。 已知:①表示CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的ΔH分別為-283.0 kJmol-1和-285.8 kJmol-1; ②H2O(l)H2O(g)　ΔH3=+44.0 kJmol-1。 請(qǐng)回答(不考慮溫度對(duì)ΔH的影響): (1)a.反應(yīng)Ⅱ的ΔH2=　　　　 kJmol-1。 b.800 ℃時(shí),反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)分別為1.0和2.5,則該溫度下反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)K的數(shù)值為　　　　。 (2)在圖中分別畫出反應(yīng)Ⅰ在無催化劑、有催化劑Cat.1和有催化劑Cat.2三種情況下“反應(yīng)過程—能量”示意圖(在圖中標(biāo)注出相應(yīng)的催化劑)。 (3)工業(yè)生產(chǎn)甲醇還有如下方法:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 副反應(yīng):2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) 若生產(chǎn)過程中在恒壓條件下通入水蒸氣,從化學(xué)平衡的角度分析該操作對(duì)生產(chǎn)甲醇帶來的利和弊:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外線照射時(shí),在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖所示。下列說法正確的是　　　　(填字母代號(hào))。 A.催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率,在反應(yīng)開始時(shí)對(duì)正反應(yīng)的催化效果更好 B.從圖中可知催化劑Ⅰ的催化效果更好 C.若光照時(shí)間足夠長(zhǎng),三條曲線將相交于一點(diǎn) D.光照15 h前,無論用所給的哪種催化劑,該反應(yīng)均未達(dá)到平衡 (5)人們正在研究某種鋰-空氣電池,它是一種環(huán)境友好的蓄電池。放電時(shí)的總反應(yīng)為4 Li+O22 Li2O。在充電時(shí),陽極區(qū)發(fā)生的過程比較復(fù)雜,目前普遍認(rèn)可以按兩步反應(yīng)進(jìn)行,請(qǐng)補(bǔ)充完整。 電極反應(yīng)式:　　　　　　　　　　　　　　　和Li2O2-2e-2 Li++O2↑。 答案(1)+41.2　0.4 (2) (3)利:通入水蒸氣增大了水蒸氣的濃度,使副反應(yīng)平衡左移,減少副反應(yīng)的發(fā)生;弊:恒壓通入水蒸氣相當(dāng)于減壓,使主反應(yīng)平衡左移,甲醇平衡產(chǎn)率降低　(4)CD　(5)2 Li2O-2e-2 Li++Li2O2 解析(1)a.根據(jù)CO和H2標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的ΔH分別為-283.0kJmol-1和-285.8kJmol-1書寫熱化學(xué)方程式: ⅰ:CO(g)+12O2(g)CO2(g)　ΔH=-283.0kJmol-1 ⅱ:H2(g)+12O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8kJmol-1 ⅲ:H2O(l)H2O(g)　ΔH3=+44.0kJmol-1 由蓋斯定律可知,ⅱ-ⅰ+?？傻肅O2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=(-285.8+283.0+44.0)kJmol-1=+41.2kJmol-1。 b.根據(jù)熱化學(xué)方程式:I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-53.7kJmol-1 Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.2kJmol-1 結(jié)合蓋斯定律,Ⅰ-Ⅱ得CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-53.7kJmol-1-41.2kJmol-1=-94.9kJmol-1,其反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.02.5=0.4。(2)由表中數(shù)據(jù)分析可知,在催化劑cat.2的作用下,甲醇的選擇性更大,說明催化劑Cat.2對(duì)反應(yīng)的催化效果更好,催化劑能降低反應(yīng)的活化能,說明使用催化劑Cat.2的反應(yīng)過程中活化能更低,因此“反應(yīng)過程——能量”的圖如下: (3)利:在恒壓條件下通入水蒸氣,增大了水蒸氣的濃度,使副反應(yīng)平衡左移,減少副反應(yīng)的發(fā)生;弊:恒壓通入水蒸氣相當(dāng)于減壓,使主反應(yīng)平衡左移,甲醇平衡產(chǎn)率降低。(4)催化劑能同等程度地影響正、逆反應(yīng)速率,故A錯(cuò)誤;由圖分析可知,催化劑Ⅱ、Ⅲ的催化效果都優(yōu)于催化劑Ⅰ,故B錯(cuò)誤;三條曲線呈不斷上升趨勢(shì),催化劑只能影響反應(yīng)速率,不影響化學(xué)平衡,所以當(dāng)光照時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí),甲烷的產(chǎn)量會(huì)相同,三條曲線會(huì)相交于一點(diǎn),故C正確;因?yàn)殡S著光照時(shí)間的延長(zhǎng),甲烷的產(chǎn)量在增加,說明光照15h前,無論用所給的哪種催化劑,該反應(yīng)均未達(dá)到平衡,故D正確。(5)放電的總反應(yīng)為4Li+O22Li2O,所以充電的總反應(yīng)為2Li2O4Li+O2↑,陽極總電極反應(yīng)為2Li2O-4e-4Li++O2↑;由題意陽極區(qū)分兩步反應(yīng),第二步反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2-2e-2Li++O2↑,所以用陽極總反應(yīng)減去第二步反應(yīng),即可得第一步反應(yīng)為2Li2O-2e-2Li++Li2O2。 2.(2018鎮(zhèn)海中學(xué)選考模擬)含碳物質(zhì)在日常生活與工業(yè)生產(chǎn)上有廣泛的應(yīng)用。 (1)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如圖1所示,寫出電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)式: 　。 圖1 (2)利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時(shí),在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化見圖2。在15小時(shí)內(nèi),CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ從大到小的順序?yàn)椤　　　　　?填序號(hào))。 圖2 (3)以TiO2/Cu2Al2O4為催化劑,可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸生成速率的關(guān)系見圖3。乙酸的生成速率主要取決于溫度影響的范圍是　　　　　　　　　　　; 圖3 (4)CO和H2在Cu2O/ZnO作催化劑的條件下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。向2 L的密閉容器中通入1 mol CO(g)和2 mol H2(g),在一定條件下發(fā)生反應(yīng)合成甲醇,反應(yīng)過程中,CH3OH的物質(zhì)的量(n)與時(shí)間(t)及溫度的關(guān)系如圖4所示。 圖4 ①500 ℃時(shí),此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=　　　　　　　　; ②據(jù)研究,反應(yīng)過程中起催化作用的為Cu2O,反應(yīng)體系中含少量的CO2有利于維持Cu2O的量不變,原因是　　　　　　　　(用化學(xué)方程式表示)。 ③在500 ℃恒壓條件下,請(qǐng)?jiān)趫D4中畫出反應(yīng)體系中n(CH3OH)隨時(shí)間t變化的總趨勢(shì)圖。 答案(1)H2-2e-+CO32-CO2+H2O、CO-2e-+CO32-2CO2 (2)Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ　(3)300 ℃Ⅲ>Ⅰ。 (3)根據(jù)圖像,溫度超過250℃時(shí),催化劑的催化效率降低,在300℃時(shí)失去活性,故溫度高于300℃時(shí),乙酸的生成速率增大是由溫度升高導(dǎo)致的,故乙酸的生成速率主要取決于溫度影響的范圍為300~400℃。 (4)①根據(jù)圖像,2s后反應(yīng)達(dá)到平衡,平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量為0.5mol,濃度為0.25molL-1, 　　　　　　CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 起始/(molL-1) 0.5 1 0 轉(zhuǎn)化/(molL-1) 0.25 0.5 0.25 平衡/(molL-1) 0.25 0.5 0.25 500℃時(shí),此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(CH3OH)c(CO)c2(H2)=0.250.250.52=4。 ②在加熱條件下CO能還原Cu2O使其減少,因此反應(yīng)體系中含有少量二氧化碳,有利于抑制反應(yīng)Cu2O+CO2Cu+CO2的發(fā)生,維持Cu2O的量不變。 ③根據(jù)合成甲醇的反應(yīng)方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反應(yīng)中氣體物質(zhì)的量減小,在500℃恒壓條件下,隨反應(yīng)的進(jìn)行容器體積減小,比恒容條件下的壓強(qiáng)大,故反應(yīng)速率比恒容條件下的大,達(dá)到平衡需要的時(shí)間減少,同時(shí),增大壓強(qiáng)使平衡正向移動(dòng),生成甲醇的物質(zhì)的量增大,故500℃恒壓條件下,反應(yīng)體系中n(CH3OH)隨時(shí)間t的變化圖像為:。 3.(2018寧波六校聯(lián)考)(一)檢驗(yàn)火柴頭中氯元素的一種方法是將火柴頭浸于水中,片刻后取少量溶液于試管中,加AgNO3溶液、稀硝酸和NaNO2溶液,若出現(xiàn)白色沉淀,說明含氯元素。寫出上述檢驗(yàn)原理的總離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (二)肼(N2H4)作為一種重要的氮?dú)浠衔?氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)12.5%,其完全分解的產(chǎn)物為H2和N2,是一種理想的液體氫源。N2H4分解過程中發(fā)生完全分解和不完全分解。 完全分解:N2H4(g)N2(g)+2H2(g)　ΔH1=-50.6 kJmol-1?、? 不完全分解:3N2H4(g)4NH3(g)+N2(g)　ΔH2?、? 反應(yīng)Ⅱ的焓變不易測(cè)量,現(xiàn)查表得如下數(shù)據(jù): 2NH3(g)N2(g)+3H2(g)　ΔH3=+92 kJmol-1(該反應(yīng)實(shí)際未發(fā)生)?、? (1)反應(yīng)Ⅱ在　　　　　　(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)條件下可以自發(fā)進(jìn)行。 (2)在體積固定的密閉容器中,以Ir/Al2O3為催化劑,在不同溫度下(催化劑均未失活)分解等量N2H4(一開始體系中無其他氣體),測(cè)得反應(yīng)相同時(shí)間后的N2H4、NH3和H2的體積分?jǐn)?shù)如圖1所示: 圖1 圖2 ①下列說法正確的是　　　　(填字母代號(hào))。 A.據(jù)圖可知200 ℃時(shí),反應(yīng)Ⅰ的活化能低于反應(yīng)Ⅱ的活化能 B.300 ℃后N2H4的體積分?jǐn)?shù)略有提高,可能是由于反應(yīng)Ⅱ平衡逆向移動(dòng)導(dǎo)致 C.換用選擇性更高的Ni/Ir復(fù)合催化劑可提高N2H4的平衡轉(zhuǎn)化率 D.400 ℃是該制氫工藝比較合適的生產(chǎn)溫度 ②某溫度下,若在1 L體積固定的密閉容器中加入1 mol N2H4,反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)H2與NH3的物質(zhì)的量均為0.4 mol。請(qǐng)計(jì)算該溫度下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kc=　　　　　　(Kc為用氣體的濃度表示的平衡常數(shù))。 ③若在600~1 000 ℃下進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),請(qǐng)預(yù)測(cè)并在上圖中補(bǔ)充H2體積分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)。 (3)近期,來自非洲的四位女孩打造了一臺(tái)靠尿液驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī),其原理是把尿液以電解的方式分離出可供設(shè)備發(fā)電使用的氫氣,同時(shí)將尿液脫氮(轉(zhuǎn)化為大氣循環(huán)的無污染氣體)減輕生活污水造成的污染。以純尿液為電解液(以NH4+表示尿液中氮元素的存在形式),寫出該電解過程的總反應(yīng)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(一)Ag++3NO2-+ClO3-AgCl↓+3NO3- (二)(1)任意溫度　(2)①B?、?.096 ③ (3)2NH4+3H2↑+N2↑+2H+ 解析(一)火柴頭中含有氯酸鉀,將火柴頭浸于水中,片刻后取少量溶液于試管中,加AgNO3溶液、稀硝酸和NaNO2溶液,ClO3-被還原為Cl-,Cl-與Ag+反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ag++3NO2-+ClO3-AgCl↓+3NO3-。 (二)(1)根據(jù)蓋斯定律可知,反應(yīng)Ⅰ3-反應(yīng)Ⅲ2得反應(yīng)Ⅱ:3N2H4(g)4NH3(g)+N2(g)　ΔH2=-50.6kJmol-13-92kJmol-12=-335.8kJmol-1,即該反應(yīng)ΔS>0,ΔH<0,在任意溫度條件下都可以自發(fā)進(jìn)行。 (2)①根據(jù)圖像可知,反應(yīng)在200℃時(shí),氫氣的體積分?jǐn)?shù)為0,氨氣的體積分?jǐn)?shù)較大,說明反應(yīng)Ⅱ易發(fā)生,反應(yīng)Ⅱ活化能比反應(yīng)Ⅰ的低,A錯(cuò)誤;反應(yīng)Ⅲ:2NH3(g)N2(g)+3H2(g)　ΔH3=+92kJmol-1,升高溫度,平衡右移,氨氣物質(zhì)的量減小,氮?dú)?、氫氣物質(zhì)的量增大,針對(duì)反應(yīng)Ⅰ:N2H4(g)N2(g)+2H2(g)　ΔH1=-50.6kJmol-1以及反應(yīng)Ⅱ:3N2H4(g)4NH3(g)+N2(g),增大生成物濃度,平衡左移,N2H4的體積分?jǐn)?shù)略有提高,B正確;催化劑能夠增大反應(yīng)速率,但不使平衡不移動(dòng),不能提高N2H4的平衡轉(zhuǎn)化率,C錯(cuò)誤;根據(jù)圖像可知,溫度在600℃左右時(shí),氫氣的百分含量最大,D錯(cuò)誤。 ②　　　　　　　　N2H4(g)N2(g)+2H2(g) 起始量/(molL-1) 1 0 0 轉(zhuǎn)化量/(molL-1) x x 2x 平衡量/(molL-1) 1-x x 2x 　　　　　　　3N2H4(g)4NH3(g)+N2(g) 起始量/(molL-1) 1-x 0 x 轉(zhuǎn)化量/(molL-1) 0.3 0.4 0.1 平衡量/(molL-1) 1-x-0.3 0.4 0.1+x 根據(jù)題給信息可知:2x=0.4molL-1,x=0.2molL-1,所以達(dá)到平衡時(shí),c(N2H4)=(1-0.2-0.3)molL-1=0.5molL-1;c(N2)=(0.1+0.2)molL-1=0.3molL-1;c(H2)=0.4molL-1;則該溫度下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kc=c(N2)c2(H2)c(N2H4)=0.30.420.5=0.096。 ③對(duì)于N2H4(g)N2(g)+2H2(g)　ΔH1=-50.6kJmol-1,升高溫度,平衡左移,H2的體積分?jǐn)?shù)減小,故圖像如下: (3)電解含有NH4+的溶液,根據(jù)題干信息,氮元素的化合價(jià)由-3價(jià)升高到0價(jià),氫元素的化合價(jià)由+1價(jià)降低到0價(jià),該電解過程的總反應(yīng)方程式為2NH4+3H2↑+N2↑+2H+。 4.(2018江西紅色七校第一次聯(lián)考)C、N、S的氧化物常會(huì)造成一些環(huán)境問題,科研工作者正在研究用各種化學(xué)方法來消除這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響。 (1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO和H2在230 ℃催化劑條件下轉(zhuǎn)化成甲醇蒸氣和水蒸氣。圖1表示恒壓容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時(shí)的能量變化示意圖。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)工業(yè)上常用“亞硫酸鹽法”吸收煙氣中的SO2。室溫條件下,將煙氣通入(NH4)2SO3溶液中,測(cè)得溶液pH與含硫組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖2所示。 請(qǐng)寫出a點(diǎn)時(shí)n(HSO3-)∶n(H2SO3)=　　　　,b點(diǎn)時(shí)溶液pH=7,則n(NH4+)∶n(HSO3-)=　　　　。 (3)工業(yè)上還常用氨還原法去除NO。一定條件下,用NH3消除NO污染的反應(yīng)原理為4NH3+6NO5N2+6H2O。不同溫度條件下,n(NH3)∶n(NO)的物質(zhì)的量之比分別為4∶1、3∶1、1∶3時(shí),得到NO脫除率曲線如圖3所示: ①請(qǐng)寫出N2的電子式:　　　　　　　。 ②曲線c對(duì)應(yīng)NH3與NO的物質(zhì)的量之比是　　　　　　。 ③曲線a中NO的起始濃度為610-4mgm-3,從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過0.8 s,該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為　　　　　　　 mgm-3s-1。 (4)間接電化學(xué)法可除NO。其原理如圖4所示,寫出電解池陰極的電極反應(yīng)式(陰極室溶液呈酸性,加入HSO3-,出來S2O42-):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(1)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49 kJmol-1　(2)1∶1　3∶1　(3)①N??N ②1∶3?、?.510-4　(4)2HSO3-+2e-+2H+S2O42-+2H2O 解析(1)根據(jù)圖1可知,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),恒壓容器中0.5molCO2和1.5molH2轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時(shí)的能量變化ΔQ=23kJmol-1-3.4kJmol-1=19.6kJmol-1,當(dāng)1molCO2完全反應(yīng)時(shí),ΔH=-19.680%2kJmol-1=-49kJmol-1,故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJmol-1。 (2)(NH4)2SO3溶液與SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為(NH4)2SO3+SO2+H2O2NH4HSO3,由圖2可知,a點(diǎn)時(shí)HSO3-和H2SO3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等,所以n(HSO3-)∶n(H2SO3)=1∶1,b點(diǎn)時(shí)溶液的pH=7,根據(jù)電荷守恒可知n(NH4+)=n(HSO3-)+2n(SO32-),又根據(jù)圖像曲線可知n(SO32-)=n(HSO3-),則n(NH4+)=3n(HSO3-),所以n(NH4+)∶n(HSO3-)=3∶1。 (3)①N2的電子式為N??N; ②n(NH3)∶n(NO)的物質(zhì)的量之比分別為4∶1、3∶1、1∶3時(shí),NO的含量越來越大,NO脫除率越來越低,故曲線c對(duì)應(yīng)NH3與NO的物質(zhì)的量之比是1∶3; ③曲線a中NO的起始濃度為610-4mgm-3,從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過0.8s,該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為610-4mgm-3(0.75-0.55)0.8s=1.510-4mgm-3s-1。 (4)電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng),硫元素的化合價(jià)降低,由于陰極室溶液呈酸性,所以電極反應(yīng)式為2HSO3-+2e-+2H+S2O42-+2H2O。 5.(2018湖南師大附中月考)汽車尾氣中CO、NOx以及燃煤廢氣中的SO2都是大氣污染物,對(duì)它們的治理具有重要意義。 (1)氧化還原法消除NOx的轉(zhuǎn)化如圖所示: NONO2N2 ①反應(yīng)Ⅰ為NO+O3NO2+O2,生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L O2時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是　　　　 mol。 ②反應(yīng)Ⅱ中,當(dāng)n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2時(shí),氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為　　　　。 (2)使用“催化轉(zhuǎn)化器”可以減少汽車尾氣中的CO和NOx,轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+NOxN2+CO2(未配平),若x=1.5,則化學(xué)方程式中CO2和N2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為　　　　　。 (3)吸收SO2和NO,獲得Na2S2O4和NH4NO3產(chǎn)品的流程圖如下圖所示(Ce為鈰元素)。 裝置Ⅱ中,酸性條件下NO被Ce4+氧化的產(chǎn)物主要是NO3-和NO2-,請(qǐng)寫出生成等物質(zhì)的量的NO3-和NO2-時(shí)的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)裝置Ⅲ的作用之一是用質(zhì)子交換膜電解槽電解使得Ce4+再生,再生時(shí)生成的Ce4+在電解槽的　　　　(填“陽極”或“陰極”),同時(shí)在另一極生成S2O42-的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)已知進(jìn)入裝置Ⅳ的溶液中NO2-的濃度為a gL-1,要使1 m3該溶液中的NO2-完全轉(zhuǎn)化為NH4NO3,至少需向裝置Ⅳ中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣　　　　 L(用含a的代數(shù)式表示,結(jié)果保留整數(shù))。 答案(1)①1?、?∶3　(2)3∶1　(3)2NO+3H2O+4Ce4+NO3-+NO2-+6H++4Ce3+　(4)陽極　2H++2HSO3-+2e-S2O42-+2H2O　(5)243a 解析(1)①NO+O3NO2+O2,生成1mol氧氣時(shí),反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子2mol,故生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2LO2即0.5mol時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.5mol2=1mol;②當(dāng)n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2時(shí),即NO2和CO(NH2)2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比是3∶2,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為6NO2+4CO(NH2)27N2+8H2O+4CO2,只有N元素的化合價(jià)發(fā)生變化,氮?dú)饧葹檠趸a(chǎn)物也是還原產(chǎn)物,由N原子守恒可知,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為8∶6=4∶3。(2)轉(zhuǎn)換過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+NOx→CO2+N2(未配平),若x=1.5,可利用“定一法”進(jìn)行配平,把CO2的化學(xué)計(jì)量數(shù)定為1,則CO、NO1.5、N2前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為1、23、13,即3CO+2NO1.53CO2+N2,則化學(xué)方程式中CO2與N2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為3∶1。(3)生成等物質(zhì)的量的NO3-和NO2-時(shí),Ce4+被還原為Ce3+,由電子守恒和電荷守恒可知,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2NO+3H2O+4Ce4+NO3-+NO2-+6H++4Ce3+。(4)生成Ce4+為氧化反應(yīng),發(fā)生在陽極上;陰極上反應(yīng)物是HSO3-,HSO3-被還原成S2O42-,電極反應(yīng)式為2H++2HSO3-+2e-S2O42-+2H2O。(5)NO2-的濃度為agL-1,要使1m3該溶液中的NO2-完全轉(zhuǎn)化為NH4NO3,則失去電子的物質(zhì)的量是1000LagL-146gmol-1(5-3),設(shè)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積是VL,則得電子的物質(zhì)的量是VL22.4Lmol-12(2-0),根據(jù)得失電子守恒可知:1000a(5-3)46=V22.42(2-0),解得V≈243a。 6.(2018湖北沙市中學(xué)能力測(cè)試)Ⅰ.(1)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。 ①假設(shè)用酸性高錳酸鉀溶液吸收煤燃燒產(chǎn)生的SO2,該過程中高錳酸根被還原為Mn2+,請(qǐng)寫出該過程的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳加以回收,可降低碳的排放。下圖是通過人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖,a電極為　　　　(填“正極”或“負(fù)極”),b電極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)如果采用NaClO、Ca(ClO)2作吸收劑,也能得到較好的煙氣脫硫效果。 已知下列反應(yīng): SO2(g)+2OH-(aq)SO32-(aq)+H2O(l)　ΔH1 ClO-(aq)+SO32-(aq)SO42-(aq)+Cl-(aq)　ΔH2 CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq)　ΔH3 則反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH=　　　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.(3)FeO42-在水溶液中的存在形態(tài)如圖所示。 ①若向pH=10的這種溶液中加硫酸至pH=2,HFeO4-的分布分?jǐn)?shù)的變化情況是　　　　　　　　　　　　　。 ②若向pH=6的這種溶液中滴加KOH溶液,則溶液中含鐵元素的微粒中,　　　　　轉(zhuǎn)化為　　　　　(填微粒符號(hào))。 答案Ⅰ.(1)①2MnO4-+5SO2+2H2O2Mn2++5SO42-+4H+?、谪?fù)極　CO2+2e-+2H+HCOOH　(2)ΔH1+ΔH2-ΔH3?、?(3)①先增大后減小?、贖FeO4-　FeO42- 解析(1)①用酸性高錳酸鉀溶液吸收煤燃燒產(chǎn)生的SO2,過程中高錳酸根被還原為Mn2+,則SO2被氧化為SO42-,該反應(yīng)的離子方程式為5SO2+2MnO4-+2H2O2Mn2++5SO42-+4H+; ②a電極處H2O轉(zhuǎn)化為O2,此過程發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),原電池中失去電子的電極為負(fù)極;b電極為正極,正極上CO2和H+得到電子生成HCOOH,則b電極的電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-HCOOH。 (2)給已知熱化學(xué)方程式編號(hào)如下: ①SO2(g)+2OH-(aq)SO32-(aq)+H2O(l)　ΔH1 ②ClO-(aq)+SO32-(aq)SO42-(aq)+Cl-(aq)　ΔH2 ③CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq)　ΔH3 根據(jù)蓋斯定律,則①+②-③得反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)　ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。 (3)①由圖像分析可知,若向pH=10的這種溶液中加硫酸至pH=2,HFeO4-的分布分?jǐn)?shù)的變化情況是先增大后減小;②pH=6時(shí),這種溶液中主要存在HFeO4-,向pH=6的這種溶液中加KOH溶液,由圖像可知,FeO42-的分布分?jǐn)?shù)增大,HFeO4-的分布分?jǐn)?shù)減小,故發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HFeO4-+OH-FeO42-+H2O,HFeO4-轉(zhuǎn)化為FeO42-。