B．实验①前20min的平均反应速率v（O2）＝7×10－5mol·L－1·min－1
C．实验②比实验①所用的催化剂催化效率高
[挑战满分
（二）]（限时35分钟）
1．氮氧化物是造成酸雨、光化学烟雾、雾霾等环境污染的罪魁祸首，采用合适的措施消除其污染是保护环境的重要举措。
（1）研究发现利用NH3可消除硝酸工业尾气中的NO污染。
NH3与NO的物质的量之比分别为1∶3、3∶1、4∶1时，NO脱除率随温度变化的曲线如图1所示：
①用化学反应方程式表示利用NH3消除NO污染的反应原理：
____________________（不用注明反应条件）。
②曲线b对应NH3与NO的物质的量之比是________________。
③曲线a中，NO的起始浓度为6.0×10－4mg·m－3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为________mg·m－3·s－1。
（2）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池而消除NO2污染，其原理如图2所示。
该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可用于生产硝酸。
①该电池工作时，电子从石墨________电极流向石墨________电极。
（填写“Ⅰ”或“Ⅱ”）
②石墨Ⅰ电极的电极反应式为____________________________________________。
③用Y生产硝酸的化学反应方程式为_________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）含氮化合物在工业上具有重要用途，如三氯化氮（该分子中N元素显负价）常用作漂白剂，工业上用过量氨与氯气反应制备三氯化氮。
①写出三氯化氮的电子式：
______________。
②工业上制备三氯化氮的化学反应方程式为______________________________，该反应另一产物的溶液中离子浓度大小关系为________________________。
③加热条件下，三氯化氮与NaClO2溶液反应可制备二氧化氯气体，同时生成NH3和只含有一种钠盐和强碱的溶液，该反应的离子方程式为___________________________，若制备6.75kg二氧化氯，则消耗还原剂的物质的量为________mol。
2．一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：
2CO（g）＋SO2（g）
2CO2（g）＋S（l） ΔH
（1）已知：
2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH1＝－566kJ·mol－1
S（l）＋O2（g）===SO2（g） ΔH2＝－296kJ·mol－1
则反应热ΔH＝________kJ·mol－1。
（2）其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图a所示。
260℃时________（填“Fe2O3”、“NiO”或“Cr2O3”）作催化剂反应速率最快。
Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe2O3的主要优点是________________________________________________________________________。
（3）科研小组在380℃、Fe2O3作催化剂时，研究了不同投料比[n（CO）∶n（SO2）]对SO2转化率的影响，结果如图b所示。
请在图b中画出n（CO）∶n（SO2）＝2∶1时，SO2的转化率的预期变化曲线。
（4）工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2：
Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。
某温度下用1.0mol·L－1Na2SO3溶液吸收纯净的SO2，当溶液中c（SO
）降至0.2mol·L－1时，吸收能力显著下降，应更换吸收剂。
①此时溶液中c（HSO
）约为________mol·L－1。
②此时溶液pH＝________。
（已知该温度下SO
＋H＋
的平衡常数K＝8.0×106，计算时SO2、H2SO3的浓度忽略不计）
3．党的十八大报告中首次提出“美丽中国”的宏伟目标。
节能减排是中国转型发展的必经之路，工业生产中联合生产是实现节能减排的重要措施，下图是几种工业生产的联合生产工艺：
请回答下列问题：
（1）装置甲为电解池，根据图示转化关系可知：
A为________（填化学式），阴极反应式为________________________________________________________________________。
（2）装置丙的反应物为Ti，而装置戊的生成物为Ti，这两个装置在该联合生产中并不矛盾，原因是__________________________________________________________。
装置戊进行反应时需要的环境为________（填字母序号）。
A．HCl气体氛围中B．空气氛围中
C．氩气氛围中D．水中
（3）装置乙中发生的是工业合成甲醇的反应：
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） ΔH<0。
①该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）如下表：
温度/℃
250
350
K
2.041
x
符合表中的平衡常数x的数值是________（填字母序号）。
A．0B．0.012
C．32.081D．100
②若装置乙为容积固定的密闭容器，不同时间段各物质的浓度如下表：
c（CO）/mol·L－1
c（H2）/mol·L－1
c（CH3OH）/mol·L－1
0min
0.8
1.6
0
2min
0.6
y
0.2
4min
0.3
0.6
0.5
6min
0.3
0.6
0.5
反应从2min到4min之间，H2的平均反应速率为______________。
反应达到平衡时CO的转化率为________。
反应在第2min时改变了反应条件，改变的条件可能是________（填字母序号）。
A．使用催化剂 B．降低温度
C．增加H2的浓度
（4）装置己可以看作燃料电池，该燃料电池的负极反应式为_______________________。
4．汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
（1）4CO（g）＋2NO2（g）===4CO2（g）＋N2（g） ΔH＝－1200kJ·mol－1，对于该反应，温度不同（T2>T1）、其他条件相同时，下列图像不正确的是________（填代号）。
（2）汽车尾气中CO与H2O（g）在一定条件下可以发生反应：
CO（g）＋H2OCO2（g）＋H2（g） ΔH<0。
820℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，起始时按照下表进行投料，达到平衡状态，K＝1.0。
起始物质的量
甲
乙
丙
n（H2O）/mol
0.10
0.20
0.20
n（CO）/mol
0.10
0.10
0.20
①升高温度，该反应的平衡常数________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
②平衡时，甲容器中CO的转化率是________。
比较下列容器中CO转化率的大小：
乙________甲；丙________甲（填“>”、“＝”或“<”）。
③丙容器中，通过改变温度，使CO的平衡转化率增大，则温度________（填“升高”或“降低”）。
5．（2015·湖州调研）“84”消毒液是一种以次氯酸钠（NaClO）为主的高效消毒剂和漂白剂，被广泛用于医院、宾馆、家庭等的卫生消毒。
回答有关问题。
（1）“84”消毒液显碱性，原因是发生水解反应：
ClO－＋H2OHClO＋OH－。
①该反应的平衡常数表达式K＝________________________________________________；
25℃时某“84”消毒液pH为10,35℃时pH为11，则温度升高，K________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
②测定“84”消毒液的pH，应该选用________。
A．干燥的pH试纸
B．用蒸馏水湿润的pH试纸
C．pH计（或酸度计）
（2）在烧杯中盛放25mL某浓度的“84”消毒液，在光照下对其消毒效果的变化进行探究，实验结果如图所示。
①a～b段导致消毒效果增强的主要反应是_______________________________________
________________________________________________________________________。
②b～c段导致消毒效果减弱的主要反应是_____________________________
____________________________________________________________________。
（3）有一则报道称：
有人在清洗卫生间时，因为把“84”消毒液和某清洁剂（含盐酸）混合使用，发生了中毒事故。
原因是__________________________________________________。
（4）利用如图所示装置和试剂可以制得少量“84”消毒液。
①a电极的名称是________。
②y电极的反应式为________________________。
（5）在恒容绝热（不与外界交换能量）条件下进行反应2A（g）＋B（g）2C（g）＋D（s） ΔH<0，按下表数据投料，反应达到平衡状态，测得体系压强升高，简述该反应的平衡常数与温度的变化关系：
____________________。
物质
A
B
C
D
起始投料/mol
2
1
2
0
答案精析
第28题 化学基本理论综合题
[挑战满分
（一）]
1．
（1）CH4（g）＋2H2O（g）===CO2（g）＋4H2（g） ΔH＝165.0kJ·mol－1
（2）①p1③及时分离出产物 （3）1∶2 （4）BD
解析
（1）由①×②－②得化学方程式：
CH4（g）＋2H2O（g）===CO2（g）＋4H2（g），根据盖斯定律计算该反应的反应热：
ΔH＝206.2kJ·mol－1×2－247.4kJ·mol－1＝165.0kJ·mol－1。
（2）①硫化氢分解反应是气体分子数增大的反应，相同温度下，增大压强，H2S的平衡转化率降低。
从图像看，相同温度下，p1条件下H2S的平衡转化率最大，p3条件下H2S的平衡转化率最小。
所以，压强大小关系有：
p1②由硫化氢分解的热化学方程式知，硫化氢分解反应是吸热反应，升高温度，H2S的平衡转化率增大，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大。
③及时分离出产物，平衡向正反应方向移动，H2S的平衡转化率提高。
（3）16g甲烷完全反应转移8mol电子，2g氢气完全反应转移2mol电子。
等质量的甲烷、氢气完全反应，对应燃料电池的能量密度（即甲烷、氢气失去电子总数）之比为1∶2。
（4）n（H2S）＝
＝0.2mol。
n（NaOH）＝150×10－3L×2.0mol·L－1＝0.3mol,3NaOH＋2H2S===NaHS＋Na2S＋3H2O，故吸收液X为等物质的量浓度的Na2S和NaHS混合溶液。
A项，吸收液X显碱性，说明S2－的水解程度大于HS－的电离程度，所以溶液中c（HS－）>c（S2－），错误；B项，溶液中含有Na＋、H＋、OH－、HS－、S2－，电荷守恒式为c（Na＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（HS－）＋2c（S2－），正确；C项，由物料守恒知，2c（Na＋）＝3c（HS－）＋3c（H2S）＋3c（S2－），错误；D项，电荷守恒式和物料守恒式联立可得质子守恒式：
2c（OH－）＋c（S2－）＝2c（H＋）＋c（HS－）＋3c（H2S），正确；故选B、D。
2．
（1）4NH3＋5O2
4NO＋6H2O
（2）①p1（3）①A ②2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3
（4）NH3 根据反应：
8NO＋7H2O
3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3多
解析
（1）反应Ⅰ中，NH3与O2在催化剂作用下发生氧化还原反应，生成NO和H2O，根据质量守恒及得失电子守恒，写出反应的化学方程式：
4NH3＋5O2
4NO＋6H2O。
（2）反应2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）的正反应为气体总分子数减小的反应，在温度相同时，增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，结合NO的平衡转化率与压强的变化曲线可知，p1由图可知，压强一定时，温度升高，NO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则该反应的正向ΔH<0，所以随温度升高，该反应平衡常数减小。
（3）①等质量的N2O4（g）具有的能量高于N2O4（l），因此等量的NO2（g）生成N2O4（l）放出的热量多，只有A项符合题意。
②N2O4与O2、H2O发生化合反应生成HNO3，化学方程式为2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3。
（4）由电解NO制备NH4NO3的工作原理图可知，NO在阳极发生氧化反应生成NO
，电极反应式为5NO＋10H2O－15e－===5NO
＋20H＋。
NO在阴极发生还原反应生成NH
，电极反应式为3NO＋18H＋＋15e－===3NH
＋3H2O，电池总反应式为8NO＋7H2O
3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3多，故应补充NH3，使其转化为NH4NO3。
3．
（1）铜或Cu
（2）－（a＋b－2c）或2c－a－b
（3）2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O （4）4Cu（OH）2＋N2H4△,2Cu2O＋N2↑＋6H2O （5）C
解析
（1）用炭粉在高温条件下还原CuO，若控温不当易生成铜单质而使Cu2O产率降低。
（2）设三个已知热化学方程式依次分别为①、②、③，由①＋②－③×2得2CuO（s）＋C（s）===Cu2O（s）＋CO（g） ΔH＝（2c－a－b）kJ·mol－1。
（3）阳极发生氧化反应，结合生成的氧化亚铜的化学式，得阳极的电极反应式为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O。
（4）N2H4与Cu（OH）2反应，产物除Cu2O、N2外还有水，所以化学方程式为4Cu（OH）2＋N2H4△,2Cu2O＋N2↑＋6H2O。
（5）A项，观察表中②③数据可知，T1到T2平衡正向移动，而正反应为吸热反应，所以T2>T1，错误；B项，实验①前20min的平均反应速率v（H2O）＝7×10－5mol·L－1·min－1，所以v（O2）＝3.5×10－5mol·L－1·min－1，错误；C项，实验②与实验①相比，达到的平衡状态相同，但实验②所用时间短，反应速率快，所以实验②比实验①所用的催化剂催化效率高，正确。
[挑战满分
（二）]
1．
（1）①4NH3＋6NO===5N2＋6H2O ②3∶1 ③1.5×10－4
（2）①Ⅰ Ⅱ ②NO2＋NO
－e－===N2O5 ③N2O5＋H2O===2HNO3 （3）①
②3Cl2＋4NH3===NCl3＋3NH4Cl c（Cl－）>c（NH
）>c（H＋）>c（OH－） ③6ClO
＋NCl3＋3H2O△,3Cl－＋6ClO2↑＋NH3↑＋3OH－ 100
解析
（1）①NH3与NO在一定条件下发生氧化还原反应生成N2和H2O：
4NH3＋6NO===5N2＋6H2O。
②NH3与NO的物质的量之比越大，NO脱除率越大，故其物质的
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