15、2007年諾貝爾化學(xué)獎授予德國科學(xué)家哈德·埃特爾，以表彰他在表面化學(xué)研究領(lǐng)域做出的開拓性貢獻(xiàn)。表面化學(xué)領(lǐng)域的研究可以幫助我們了解眾多紛雜的化學(xué)過程，如鋼鐵為何會生銹，燃料電池如何作用以及某些反應(yīng)的催化劑是如何發(fā)揮其功能的，甚至可以解釋臭氧層的消耗等。

(1)某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同在技術(shù)人員的指導(dǎo)下，按下列流程探究不同催化劑對NH₃還原NO反應(yīng)的催化性能。

若控制其他實驗條件均相同，在催化反應(yīng)器中裝有不同的催化劑，將經(jīng)催化反應(yīng)后的混合氣體通過滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的體積和濃度均相同)。為比較不同催化劑的催化性能，需要測量并記錄的數(shù)據(jù)是　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)在汽車的排氣管上安裝“催化轉(zhuǎn)換器”(用鉑、鈀合金作催化劑)，它的作用是使CO、NO反應(yīng)生成可能與大氣環(huán)境中循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類物質(zhì)充分燃燒。

①寫出CO 和NO反應(yīng)的化學(xué)方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，該反應(yīng)中作氧化劑的物質(zhì)是　　　　　　　 。

②用CH₄催化還原NOx也可消除氮氧化物的污染。例如：

CH₄(g)+4NO₂(g)==4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H₁== -574kJ/mol

CH₄(g)+4NO(g)==2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H₂==

若1molCH₄還原NO₂至N₂，整個過程中放出的熱量為867kJ，則△H₂==　　　 。

(3)①有人認(rèn)為：該項研究可能使氨的合成反應(yīng)在鐵催化劑表面進(jìn)行時效率大大提高，從而使原料利用率大大提高。請你應(yīng)用化學(xué)基本理論對此觀點(diǎn)進(jìn)行評價：　　　　　 。

②合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成份是FeO 、Fe₂O₃，當(dāng)催化劑中Fe²⁺與Fe³⁺的物質(zhì)的量之比為1︰2時，其催化活性最大，以Fe₂O₃為原料制備上述催化劑，可向其中加入適量的炭粉，發(fā)生反應(yīng)如下：

2Fe₂O₃ +C=== 4 FeO + CO₂ ↑。為制得這種活性最大的催化劑，應(yīng)向480g Fe₂O₃粉末中加入炭粉的質(zhì)量是　　　　　　　　 。

14. (1)放熱 (2)BCE(多選、漏選及錯選均不給分)

(3)K=K₁/K₂ (4)75%　 (5)y=x

(6)0.44(或4/9)　　 (本題共12分，每空均2分)

14. 煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題。

已知：CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：

試回答下列問題

(1)上述正向反應(yīng)是：　　　　　　 　　反應(yīng)(選填：放熱、吸熱)。

(2)在800℃發(fā)生上述反應(yīng)，以表中的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器，其中向正反應(yīng)方向移動的有　　　　　 (選填A(yù)、B、C、D、E)。

(3)已知在一定溫度下：C(s)+CO₂(g) 2CO(g)平衡常數(shù)K；

C(s) + H₂O(g) CO(g)+H₂(g)　 平衡常數(shù)K₁；

CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g) 平衡常數(shù)K₂ ，

則K、K₁、K₂之間的關(guān)系是：　　　　　　　　　 。

(4)若在500℃時進(jìn)行，若CO、H₂O的起始濃度均為0.020 mol/L，在該條件下，CO的最大轉(zhuǎn)化率為：　　　　　　　 。

(5)若在800℃進(jìn)行，設(shè)起始時CO和H₂O(g)共為5mol，水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)為x；平衡時CO轉(zhuǎn)化率為y，則y隨x變化的函數(shù)關(guān)系式為：y=　　　　　 。

(6)在VL密閉容器中通入10molCO和10mol水蒸氣，在T℃達(dá)到平衡，然后急速除去水蒸氣(除水蒸氣時各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變)，將混合氣體燃燒，測得放出的熱量為2842kJ(已知CO燃燒熱為283kJ/mol，H₂燃燒熱為286kJ/mol)，則T℃平衡常數(shù)K=　　　 。

13. ⑴ 2 CH₃OH(l)+3O₂(g)＝2CO₂(g)+4H₂O(l)　 △H＝－1452.8kJ·mol^－1

⑵ a＝－(6×391－3×436－945)＝－93

⑶ △H＝(4△H₁+△H₂－△H₃)/2＝+226.7kJ·mol^－1

13. 為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變，并采取相應(yīng)措施。化學(xué)反應(yīng)的焓變通常用實驗進(jìn)行測定，也可進(jìn)行理論推算。

⑴ 實驗測得，5g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時釋放出113.5kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：____________________________________。

⑵ 由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程。在化學(xué)反應(yīng)過程中，拆開化學(xué)鍵需要消耗能量，形成化學(xué)鍵又會釋放能量。

已知反應(yīng)N₂+3H₂2NH₃　 △H＝a kJ·mol^－1。試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a 的數(shù)值：_______________。

⑶ 依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。

已知：C(s，石墨)+O₂(g)＝CO₂(g)　 △H₁＝－393.5kJ·mol^－1

2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(l)　 △H₂＝－571.6kJ·mol^－1

2C₂H₂(g)+5O₂(g)＝4CO₂(g)+2H₂O(l)　 △H₃＝－2599kJ·mol^－1

根據(jù)蓋斯定律，計算298K時由C(s，石墨)和H₂(g)生成1mol C₂H₂(g)反應(yīng)的焓變：________________________________。

12.(1)黃鐵礦為原料的生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物太多，處理成本高(2分)

(2)C、D(2分)

(3)①凈化氣體 ②控制溫度在400-500℃ ③增大催化劑與反應(yīng)氣體的接觸面積(3分)

(4)①<(1分)；在1atm和298K條件下，2mol SO₂和1mol O₂完全反應(yīng)生成2mol SO₃，放出196kJ熱量,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不可能進(jìn)行完全,又因為反應(yīng)溫度為450℃,所以放出的熱量小于(2分)

(5)93.4%　 (2分)　 (6) 　(2分)3．(15分)

12.工業(yè)制硫酸生產(chǎn)流程如下圖：

(1)早期生產(chǎn)用黃鐵礦為原料，但現(xiàn)在工廠生產(chǎn)硫酸用硫磺為原料，理由是　　　　　

(2)在催化反應(yīng)室，下列措施中有利于提高SO₂平衡轉(zhuǎn)化率的有　　　　　　　　　　　　　　

A．升高溫度　　　 B．減少壓強(qiáng)　 　C．不斷補(bǔ)充SO₂和空氣　　　 D．及時分離出SO₃

(3)在生產(chǎn)中，為提高催化劑效率采取了哪些措施？　　　　　　 　　　　　　　　　

(4)已知2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，ΔH＝－196 kJ·mol^－1。在450℃、常壓和釩催化條件下向一密閉容器中充入2molSO₂和1molO₂,充分反應(yīng)后,放出的熱量______(填“<”“>”“=”)196kJ，理由是____________________________________________。

(5)經(jīng)檢測生產(chǎn)硫酸的原料氣成分(體積分?jǐn)?shù))為SO₂7%、O₂11%、N₂82%。在500℃，0.1MPa條件下達(dá)到平衡時，各種氣體的體積比為V(SO₂)：V(SO₃)：V(O₂)：V(N₂)＝0.46：6.5：7.7：82，則SO₂的利用率為　 　　　　　　　　　　　　

(6)在450℃、常壓和釩催化條件下，在容積為VL的容器中加入2n molSO₂和n molO₂，反應(yīng)達(dá)平衡后測得平衡常數(shù)為K，此時O₂的轉(zhuǎn)化率為x。則K和x的關(guān)系滿足K＝　　　　　　　 。

11. (1)　 C、D． (2) 　S＝C＝O (3)石灰石 (4)在液氨HCl和CH₃COOH都是強(qiáng)酸，沒有離子濃度的降低，故上述反應(yīng)不能發(fā)生。　　 (5) 2CaSO₄·H₂O+3H₂O===2CaSO₄·2H₂O　 (6)電解質(zhì)性質(zhì)(每空2分)

10. 回答下列各題：

(1)隨著人類對水的研究的不斷深入，水的應(yīng)用也越來越廣泛。研究人員最近發(fā)現(xiàn)，在一定的實驗條件下，給水施加一個弱電場，在20℃、1個大氣壓下，水可以結(jié)成冰，稱為“熱冰”�！盁岜�”有許多實用價值，如開發(fā)新藥、用于納米打印機(jī)等，還可能用來　　 　(填寫序號)

　　　 A．代替干冰　　 B．防止冰川熔化　　 C．在室溫下制作冰雕　 D．建室溫溜冰場

(2)火星探測車在火星大氣中檢測到了氣體A。資料顯示，A分子是三原子分子，其相對分子質(zhì)量為60，在地球環(huán)境下A易分解。粉未狀的KSCN與一定濃度的硫酸在一定條件下可得到氣體A和二種硫酸氫鹽，，生成物的物質(zhì)的量之比是1∶1∶1。則氣體A的結(jié)構(gòu)式是　　　　 �！　�

(3)下列四種工業(yè)生產(chǎn)：①用海水為原料提取鎂 ②制硅酸鹽水泥 ③制普通玻璃　 ④制漂白粉。必需用到的共同原料的是　　 　　　　　　　　。

　　 (4)酸性強(qiáng)弱除了與物質(zhì)本身屬性有關(guān)外，還和溶劑有關(guān)，如CH₃COOH與HF在液氨中受NH₃影響可發(fā)生完全電離。那么在液氨中反應(yīng)：CH₃COONa + HCl == NaCl + CH₃COOH 能否發(fā)生，為什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

(5)在汶川地震災(zāi)害中，不少難民骨折，醫(yī)生常用石膏來固定骨折部位。石膏可分為熟石膏(CaSO₄·H₂O，一種白色粉末)和生石膏(CaSO₄·2H₂O，一種堅硬的固體)兩種。石膏定型時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

　(6)除去氧化鋁的鋁片與鎂片為電極，在X電解質(zhì)溶液中構(gòu)成原電池，列表如下：

由此推知，金屬作電極不僅與本身性質(zhì)相關(guān)，而且與　　　　　　　　　　　　 有關(guān)。

9. 答案．(8分)(1)0.025 mol/L·min(1分，單位不寫或?qū)戝e扣0.5分)

(2)略(1分)　　　 (3)a、c(2分，答對一個給1分；答錯不給分)

(4)向正反應(yīng)方向，不變(2分，各1分)

(5)(2分)