(14分)2014年10月初，雾霾天气多次肆虐河北、天津、北京等地区。其中，燃煤...

(14分)2014年10月初，雾霾天气多次肆虐河北、天津、北京等地区。其中，燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。

（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g) 2CO₂(g)+ N₂(g)。△H＜0

①该反应的平衡常数表达式。

②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是（填代号）。

满分5 manfen5.com

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。

已知：CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)+2H₂O(g) △H＝－867 kJ/mol

2NO₂(g)N₂O₄(g) △H＝－56.9 kJ/mol

H₂O(g) ＝ H₂O(l) ΔH ＝－44.0 kJ／mol

写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(l)的热化学方程式：。

（3）在一定条件下，也可以用NH₃处理NO_x。已知NO与NH₃发生反应生成N₂和H₂O，现有NO和NH₃的混合物1mol，充分反应后得到的还原产物比氧化产物多1.4 g，则原反应混合物中NO的物质的量可能是_____________。

（4）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。则2 molCH₄与足量H₂O（g）反应最多可生成_______mol H₂，写出该反应的化学方程式_________________________________________________。

(5)上述方法制得的H₂可以和CO在一定条件下合成甲醇和二甲醚（CH₃OCH₃）及许多烃类物质。当两者以物质的量1:1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是。

a.汽油 b.甲醇 c.甲醛 d.乙酸

（1）①K＝（2分） ②bd （2分）（2）CH4(g)+N2O4(g)＝N2(g) +2H2O(l) + CO2(g) △H＝—898.1kJ/mol （2分）（3）0.3mol或0.8mol（2分）（4）8 mol （2分） CH4（g）+2 H2O（g）＝ CO2（g）+4H2（g）（2分）（5）c（2分）【解析】试题分析：（1）①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此根据反应式2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g)可知，该反应的平衡常数表达式K＝。 ②a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，t1时刻V正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，故a错误；b、该反应正反应为放热反应，随反应进行温度升高，化学平衡常数减小，到达平衡后，温度为定值，达最高，平衡常数不变，为最小，图象与实际符合，故b正确；c、t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，t1时刻未到达平衡状态，故c错误；d、随着反应的进行，NO的质量分数逐渐减小。t1时刻NO的质量分数为定值，不再发生变化，说明反应处于平衡状态，故d正确，答案选bd。（2）根据反应①CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H＝－867 kJ/mol、 ②2NO2(g)N2O4(g) △H＝－56.9 kJ/mol、③H2O(g) ＝ H2O(l) △H ＝－44.0 kJ／mol并依据盖斯定律可知，①－②＋③×2即得到反应CH4(g)+N2O4(g)＝N2(g) +2H2O(g) + CO2(l) ，所以该反应的反应热△H＝－867 kJ/mol＋56.9 kJ/mol－44.0 kJ／mol×2＝—898.1kJ/mol。（3）氨气与NO反应的化学方程式为6NO＋4NH3=5N2＋6H2O，其中氨气是还原剂，NO是氧化剂，则氮气既是氧化产物，也是还原产物，还原产物比氧化产物多1mol，质量是28g，则 6NO＋4NH3=5N2＋6H2O 还原产物比氧化产物多 6mol 4mol 28g 0.3mol 0.2mol 1.4g 所以如果NO过量，则原反应混合物中NO的物质的量是1.0mol－0.2mol＝0.8mol 如果氨气过量，则原反应混合物中NO的物质的量是0.3mol （4）CH4与足量H2O（g）反应要产生最多的氢气，则为生成物应该是氢气和CO2，反应的化学方程式为CH4（g）+2 H2O（g）＝ CO2（g）+4H2（g），.所以2mol甲烷与足量水蒸气反应最多生成8mol氢气。（5）当H2和CO以物质的量1:1催化反应，其原子利用率达100%时，根据原子守恒可知生成物的化学式应该是CH2O，该物质是甲醛，答案选c。考点：考查平衡常数、平衡状态的判断；盖斯定律的应用；氧化还原反应的有关计算；绿色化学的应用

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考点分析：

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现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳离子K⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、A1³⁺和五种阴离子Cl^-、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-、X中的一种。

（1）某同学通过比较分析，认为无须检验就可判断五种物质中肯定有的两种物质是_____________和__________。

（2）物质C中含有离子X。为了确定X，现将（1）中的两种物质记为A和B，当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀，向该沉淀中滴入足量稀HNO₃，沉淀部分溶解，剩余白色固体。则X为__________（填字母）。

A．Br^- B．SO₄^2-C．CH₃COO^- D．HCO₃^-

（3）将19.2g Cu投入装有足量D溶液的试管中，Cu不溶解，再滴加稀H₂SO₄，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，写出Cu溶解的离子方程式__________，若要将Cu完全溶解，至少应加入H₂SO₄的物质的量是_____ __。

（4）若用惰性电极电解C和D的混合溶液，若溶质的物质的量均为0.1 mol，通电后，当在阴极产生气体1.12L时，阳极产生的气体体积为___________L。（气体体积均为标准状况，且不考虑气体在水中的溶解）

（5）将E溶液蒸干后并将所得固体灼烧，最终得到的固体成分是（填化学式）__________。

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短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大，X的气态氢化物极易溶于Y的氢化物中，常温下，Z的单质能溶于W的最高价氧化物的水化物的稀溶液，却不溶于其浓溶液。下列说法不正确的是

A．离子半径的大小顺序为W>Q>Z>X>Y

B．元素X的气态氢化物与Q的单质可发生置换反应

C．元素X与Y可以形成5种以上的化合物

D．元素Z、W、Q的单质在一定条件下均能和强碱溶液反应

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下列根据实验操作和现象所得出的结论不正确的是

选项实验操作实验现象结论

A 向硅酸钠溶液中滴加1滴酚酞，然后逐滴加入稀盐酸至红色褪去 2min后，试管里出现凝胶酸性：盐酸＞硅酸

B 在酒精灯上加热铝箔铝箔熔化但不滴落熔点：氧化铝＞铝

C 常温下，向浓硫酸中投入铁片铁片不溶解常温下，铁不与浓硫酸反应

D 向某溶液中先滴加KSCN溶液，再滴加少量氯水先无明显现象，后溶液变成血红色溶液中含有Fe²⁺，没有Fe³⁺

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在下列溶液中，能大量共存的一组离子是

A．pH＝1的溶液中：NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-、Cl^－

B．通入过量SO₂气体的溶液中：Fe³⁺、NO₃^－、Ba²⁺、H⁺

C．c(Al³⁺)＝0.1 mol/L的溶液中：Na⁺、K⁺、AlO₂^－、SO₄^2-

D．由水电离出的c(H⁺)＝1×10^－¹³ mol/L的溶液中：Na⁺、HCO₃^－、Cl^－、Br^－

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用N_A表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是

A．标准状况下，11.2L氯仿(CHCl₃)中含有的C－Cl键的数目为1.5N_A

B．1mol氯气和足量的铁反应转移电子数为2N_A

C．将分子总数为N_A的NH₃和HCl的混合气体置于标准状况下，其体积约为22.4L

D．10L 0.1mol·L^－¹的Na₂CO₃溶液中，Na^＋、CO₃^2-总数为3N_A

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试题属性

题型：填空题
难度：压轴