第十题 化学基本理论综合题1．甲醇(CH 3OH)常温下为无色液体，是应用广泛的化工原料和前景乐观的燃料。

(1)①已知：CO 、H 2、CH 3OH 的燃烧热分别为283.0 kJ·mol －1、285.8 kJ·mol －1、726.8 kJ·mol －1，则CO 和H 2反应生成CH 3OH 的热化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

②有人设想综合利用太阳能将天然气转化为较易储存运输的甲醇，装置如图1，装置工作时阳极反应式为________________________。

(2)一定温度下反应CO(g)＋2H 2(g)CH 3OH(g)在容积为2 L 的密闭容器中进行，其相关数据如图2。

①从反应开始至平衡时，用H 2表示的反应速率为____________，该温度下此反应的平衡常数为____________。

② 5 min 后速率变化加剧的原因可能是____________________________________________________________。

(3)在6.98 MPa 、250 ℃和催化剂(CoI 2)作用下，甲醇可转化为乙酸：CH 3OH(g)＋CO(g)=====6.98 MPa 、250 ℃催化剂CH 3COOH(g)有机合成常有副反应存在。

若反应釜中CH 3OH 和CO 的配料比(质量比)为1∶1，甲醇生成乙酸的选择率为90.0%，则此反应中CO 的转化率为____________。

(4)常温下，K (CH 3COOH)＝1.8×10－5，向0.1 mol·L －1 CH 3COOH 溶液中滴加0.1 mol·L －1 CH 3COONa 溶液至pH ＝7，此时混合溶液中两溶质的物质的量之比n (CH 3COOH)∶n (CH 3COONa)＝____________。

2．(1)利用I 2O 5可使CO 与H 2O(g)反应转化为CO 2和H 2，从而有效减少大气污染。

该过程可通过图1所示的两步反应循环实现。

其中：反应Ⅰ为I 2O 5(s)＋5CO(g)I 2(s)＋5CO 2(g) ΔH ＝a kJ ·mol －1反应Ⅱ中，生成1 mol H 2(g)时，反应热ΔH ＝b kJ ·mol －1。

①总反应的热化学方程式为(反应热ΔH 用含a 、b 的代数式表示)________________________________________________________________________。

②在恒温密闭容器中加入一定量的CO(g)和I 2O 5(s)，发生反应Ⅰ并达到平衡。

测得体系中各气体组分的体积分数φ随时间t 的变化如图2所示。

则此反应用气体分压表示的平衡常数K p ＝__________(已知：气体分压＝气体总压×体积分数)。

(2)已知铅盐中，Pb(NO 3)2、(CH 3COO)2Pb 易溶于水，PbSO 4、PbS 难溶于水，室温下其溶度积常数为K sp (PbSO 4)＝1.06×10－8；K sp (PbS)＝3.40×10－28。

①将一定量的PbSO 4加入足量饱和CH 3COONH 4溶液中，微热，并不断搅拌，因发生复分解反应，PbSO 4缓慢溶解。

能发生此复分解反应的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

②某溶液中主要含有S 2－、SO 2－4等阴离子，向其中滴加Pb(NO 3)2溶液，当PbSO 4开始析出时，溶液中c （S 2－）c （SO 2－4）＝________。

(3)钛基二氧化铅(Ti/PbO 2)是重要的电极材料，工业上用电解法制作，主要流程如下：酸洗钛基表面―→热钝化处理―→……―→电解沉积表层―→冲洗、烘干―→Ti/PbO 2其中“电解沉积表层”是制作的关键，方法是电解可溶性铅盐溶液，使生成的PbO 2沉积在阳极金属钛(Ti)上。

主反应为2Pb 2＋＋2H 2O=====电解Pb ＋PbO 2＋4H ＋。

①必须预先将阳极金属钛进行“热钝化处理”，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

②电解槽中，阳极主要的反应式为__________________________________________________________________________________________；该法的缺点是阳极、阴极均会发生副反应。

其中阴极上产生的气体副产物是________。

③电解法制得的PbO 2晶体中含有少量的＋2价铅，从而导致氧原子所在位置出现少量“空穴”(即化学式为PbO x ，但x <2)。

若电解时每生成1 mol PbO x 转移 1.94N A 个e －(N A 为阿伏加德罗常数的值)，则铅元素中＋2 价铅所占的质量分数为______。

3．工业制硝酸的主要反应为4NH 3(g)＋5O 2(g)4NO(g)＋6H 2O(l) ΔH(1)已知：氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol －1N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4 kJ·mol－1N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝＋180.6 kJ·mol－1则上述工业制硝酸的主要反应的ΔH＝________________________________________________________________________。

(2)在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的物质的量浓度如下表：浓度c(NH3)(mol·L－1)c(O2)(mol·L－1)c(NO)(mol·L－1)起始0.8 1.6 0第2 min 0.6 a0.2第4 min 0.3 0.975 0.5第6 min 0.3 0.975 0.5第8 min 0.7 1.475 0.12②反应在第6 min时改变了条件，改变的条件可能是________________(填序号)。

A．使用催化剂B．升高温度C．减小压强D．增加O2的浓度③下列说法中能说明4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)达到平衡状态的是________(填序号)。

A．单位时间内生成n mol NO的同时，生成n mol NH3B．条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化C．百分含量w(NH3)＝w(NO)D．反应速率v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)＝4∶5∶4∶6E．若在恒温恒压下容积可变的容器中反应，混合气体的密度不再变化(3)某研究所组装的CH3OH－O2燃料电池的工作原理如图1所示。

①该电池工作时，b口通入的物质为__________。

②该电池正极的电极反应式为________________________________________________________________________。

③以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理(装置如图2所示)的过程中，发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生，其原因可能是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(用相关的离子方程式表示)。

4．磷的氯化物在有机合成中有着广泛的应用。

(1)白磷具有强还原性，如白磷可与硫酸铜溶液发生反应置换出铜，完成下面的方程式：________P4＋________CuSO4＋________H2O===________＋________H3PO4＋________。

(2)单质磷、磷的氯化物间相互转化的能量关系如图所示，则PCl5分解为Cl2、PCl3的热化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，研究表明PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)在一定条件下具有自发性，其原因是________________________________________________________________________。

(3)T K时，将2 mol PCl5(g)充入2 L的恒容密闭容器中，反应PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)在第10 min时达到平衡，测得平衡时c(PCl3)＝0.6 mol·L－1。

①第5 min时c(PCl3)________(填“>”“<”或“＝”)0.3 mol·L－1。

②反应的平衡常数K＝________。

③若维持温度不变，第11 min时再向容器中加入1.2 mol Cl2、1.2 mol PCl3和a mol PCl5，若要使此时Cl2的生成速率小于其消耗速率，则a的取值范围为____________。

(4)将PCl3、Cl2混合气体充入一个密闭容器中进行反应。

①控制其他条件不变，改变起始物中PCl3、Cl2的物质的量之比(用n表示)，测得平衡时PCl5的百分含量如图(a)所示，则n0＝__________。

②若该容器是绝热容器，则图(b)中能表明反应从开始到达到平衡状态的是__________。

5．(2017·衡水压轴试卷)工业生产中产生的SO2、NO直接排放将对大气造成严重污染，利用电化学原理吸收SO2和NO，同时获得Na2S2O4和NH4NO3产品的工艺流程图如下(Ce 为铈元素)。