1.采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题： (1)1840年 Devil用干燥的氯气通过干燥的银，得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为
___________。 (2)F. Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应：
①已知：2N2O5(g)＝2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=−4.4 kJ·mol−1
2NO2(g)＝N2O4(g) ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1
则反应N2O5(g)＝2NO2(g)+1/2O2(g)的ΔH=_______ kJ·mol−1。
②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率ν=2×10-3×p(N2O5)[kPa·min-1]。t=62 min时，测得体系中p(O2)=2.9 kPa，则此时的p(N2O5)=________kPa，v=_______kPa·min−1。
③若提高反应温度至35℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)____63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是 。 ④25℃时N2O4(g)1位小数）。
(3)对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程： 第一步 N2O5
NO2+NO3 快速平衡
2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留
第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反应 第三步 NO+NO3→2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_______（填标号)。 A．v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应) B．反应的中间产物只有NO3 C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能较高 【答案】(1). O2
－2
(2) . ① +53.1 ② 30.0 6.0×10
③大于 温度提高，体积不变，总压强提高；NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高 ④13.4 (3). AC
1
【解析】
(1)依据氧化还原反应的原理，Cl2被还原，氧化产物是气体，则只能是O2 (2). ①依据盖斯定律进行计算，计算方法：①×1/2－②
②根据方程式可知氧气与消耗五氧化二氮的物质的量之比是1:2，又因为压强之比是物质的量之比，所以消耗五氧化二氮减少的压强是2.9kPa×2＝5.8kPa，则此时五氧化二氮的压强是35.8kPa－5.8kPa＝30.0kPa，因此此时反应速率v＝2.0×10－3×30＝6.0×10－2（kPa·min－1）；
③该反应是放热反应，升高温度，反应正向进行，气体的物质的量增大，两个因素使得物质气体压强增大 (3)第一步反应快速平衡，第二步反应是慢反应，则v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应) ，A正确；反应的中间产物除了NO3，还有NO，故B错误；第二步中NO2与NO3的有效碰撞才可以发生反应，故第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效，故C正确； 第三步是快反应，则第三步反应活化能较低，故D错误。 2.三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：
(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等，写出该反应的 化学方程式__________。
(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应： 2SiHCl3(g)3SiH2Cl2(g)
SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol−1 SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=−30 kJ·mol−1
SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH=__________ kJ·mol。
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343
−1
则反应4SiHCl3(g)
(3)对于反应2SiHCl3(g)
K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343 K时反应的平衡转化率α=_________%。平衡常数K343 K=__________（保留2位小数）。
②在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是___________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有____________、___________。
③比较a、b处反应速率大小：υa υb（填“大于”“小于”或“等于”）。反应速率υ=υ
逆
正
−υ
=k正χ2(SiHCl3)−k逆χ(SiH2Cl2)χ(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计
=__________（保留1位小数）。
算a处
2
【答案】(1). 2SiHCl3+3H2O(3) 114
(HSiO)2O+6HCl
(3). ①22 0.02 ②及时移去产物 改进催化剂 提高反应物压强（浓度） (8). ③大于 (9). 1.3 【解析】
(1). SiHCl3的水解反应：2SiHCl3+3H2O
(HSiO)2O+6HCl
(2). ①依据盖斯定律进行计算：①×3＋② 依据图像，343 K的转化率是22%， 2SiHCl3(g)
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)
c(起始) n/V 0 0 c(转化) 22%×n/V 11%×n/V 11%×n/V c(平衡) 78%×n/V 11%×n/V 11%×n/V K=(11%×n/V)2/(78%×n/V)2≈0.02
②在343 K下：要提高SiHCl3转化率，温度一定，前后化学计量数相等，平衡正向移动的方法只能是减小生成物的浓度。要缩短反应达到平衡的时间，需要加快化学反应速率，除了改变温度之外，还可以增大压强，改变催化剂。
③a点温度高，b点温度低，则υa大于υ
2
b；
υ=υ
正
−υ
逆
=k正χ(SiHCl3)−k逆χ(SiH2Cl2)χ(SiCl4)，
2
=k正χ(SiHCl3)/k逆χ(SiH2Cl2)χ(SiCl4) 平衡点：k正/k逆=K, 2SiHCl3(g)
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)
c(起始) n/V 0 0 c(转化) 20%×n/V 10%×n/V 10%×n/V c(平衡) 80%×n/V 10%×n/V 10%×n/V
=0.02×0.82/0.12=1.28≈1.3。
3.CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题： (1)CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1
3
该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol−1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____（填标号）。 A．高温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．低温低压
某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_______mol2·L−2。
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。 相关数据如下表：
①由上表判断，催化剂X____Y（填“优于”或“劣 于”），理由是_________________。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是________填标号）。
A．K积、K消均增加 B．v积减小，v消增加
C．K积减小，K消增加 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为 v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5（k为速率常数）。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为________________。
【答案】(1). 247 A 1/3
(2) 劣于 相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大
AD pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)
4
【解析】
(1)采用盖斯定律进行计算：③×2＋②＋①
提高CH4的转化率,就应该是平衡正向移动，该反应是体积增大的吸热反应，则应该高温低压
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)
c(起始) 1 0.5 0 0 c(转化) 0.25 0.25 0.5 0.5 c(平衡) 0.75 0.25 0.5 0.5 K=(0.5)×(0.5)/0.75×0.25=1/3
(2)①催化剂X劣于催化剂Y，催化剂X易积碳，难消碳，催化剂Y难积碳，易消碳。
积碳反应和消碳反应均为吸热反应，升高温度，K消和K积均增加，依据图像分析，随着温度的升高，积碳量逐渐减小，则v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②依据图像分析，随着反应的进行，积碳量增加，v=k·p(CH4)·[p(CO2)]
-0.5
2
2
，p(CH4)一定，p(CO2)越大，速
率越小，pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为 pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。
4.近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：
(1)下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_________（填标号）。 A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以 B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C．0.10 mol·L的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1 D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸
(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水 或硫 化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。
−1
(3)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40
mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
5
①H2S的平衡转化率α1=_______%，反应平衡常数K=________。 ②在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α“>”“<”或“=”）
③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________（填标号）
A．2
2
α1该反应的△H_____0。（填
HS B．CO2 C．COS D．N2
【答案】(1)D
(2)H2O(l)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+286 kJ/mol 统（II） (3)①2.5 【解析】
(1)比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的方法：氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以，原理是强酸制弱酸；氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸，0.10 mol·L−1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1，则亚硫酸的电离程度大于氢硫酸，酸性强；氢硫酸的还原性强于亚硫酸，能与硫的化合价有关。 (2)依据盖斯定律进行计算，①+②+③ ：H2O(l)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+286 kJ/mol ④+②+③ ：H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol 制的等量的H2，需要的能力较少的是系统（II） (3)① H2S(g)+CO2(g)
COS(g) +H2O(g)
2.8×10–3
②> >
③B
H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol
系
c(起始) 0.16 0.04 0 0 c(转化) x x x x c(平衡) 0.16-x 0.04-x x x x /0.2=0.02 x=0.004 H2S的平衡转化率：0.004/0.16=0.25
平衡常数K=0.004×0.004/(0.036×0.156)=0.0028
②升高温度，平衡后水的物质的量分数为0.03，则升高温度，平衡正向移动，水的物质的量分数增大，则转化率增大，该反应是吸热反应
③向反应器中充入下列气体，使H2S的转化率增大，则应该充入CO2，使平衡正向移动。 5.丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题： (1)正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下： ①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1
6
已知：②C4H10(g)+1/2O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=−119 kJ·mol ③H2(g)+ 1/2O2(g)= H2O(g) ΔH3=−242 kJ·mol
反应①的ΔH1为________kJ·mol。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。
−1
−1
−1
A．升高温度
B．降低温度
C．增大压强
D．降低压强
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。
(3)图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590 ℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。 【答案】（1）+123 小于 AD
（2）氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大 （3）升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类 【解析】
(1)反应①的ΔH1：②-③
图a是转化率—温度—压强图：温度升高，转化率增大，该反应是吸热反应；该反应是体积增大的反应，减小压强，平衡转化率增大，则x<0.1。欲使平衡产率增大，应该升高温度，降低压强
(2)该反应不涉及化学平衡，以一定流速通过，丁烯的产率增大，只能是n（氢气）增大，逆反应速率增大，产率降低
(3)丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大：该反应是吸热反应，则升高温度有利于反应向吸热方向进行；温度升高，化学反应速率加快。590 ℃之后，丁烯产率快速降低，依据信息，则是由于丁烯高温裂解。 6.砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回
7
答下列问题：
(1)画出砷的原子结构示意图____________。
(2)工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式 。该反应需要在加压下进行，原因是 。 (3)已知：As(s)+3/2H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2 2As(s)+5/2O2(g) =As2O5(s) ΔH3 则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =____。
(4)298 K时，将20 mL 3x mol·L Na3AsO3、20 mL 3x mol·L I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO3(aq)+I2(aq)+2OH(aq)
−
3-
−
3-−1
−1
3-
AsO4(aq)+2I(aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO4)与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。 a．溶液的pH不再变化 b．v(I)=2v(AsO3) c．c(AsO4)/c(AsO3)不再变化 d．c(I)=y mol·L
3-
3-
−
−1
−
3-
②tm时，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____ tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。 ④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。 【答案】(1)
(2)2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S 增加反应物O2的浓度，提高As2S3的转化速率 (3)2△H1-3△H2-△H3 (4)①ac 【解析】
(1)砷的原子结构示意图
②大于 ③小于
tm时生成物浓度较低 ④
(2)依据氧化还原反应：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；该反应需要在加压下进行，原因是增加反应物O2的浓
8
度，提高As2S3的转化速率
(3)依据盖斯定律：ΔH =2△H1-3△H2-△H3
(4)①：化学平衡的标志：正逆反应速率相等，各组分的百分含量保持不变，则选择ac ②：tm时，平衡正向进行，则v正大于 v逆
③：tm时v逆小于tn时v逆，理由是tm时生成物浓度较低 AsO3(aq)+I2(aq)+2OH(aq)c(起始) x x
c(转化) y y y 2y c(平衡) x-y x-y y 2y K=y·(2y)/(x-y)·1=
3+
3
2
2
3-
−
AsO4(aq)+2I(aq)+ H2O(l)
3- −
。
−
2−
2−
7.元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O7(橙红色)、CrO4(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：
(1)Cr与Al的化学性质相似，在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是 。
(2)CrO4和Cr2O7在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L的Na2CrO4溶液中c(Cr2O7)随c(H)的变化如图所示。
2−
2−
−1
2−
+
3+
3+
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应 。
②由图可知，溶液酸性增大，CrO4的平衡转化率 (填“增大“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为 。
③升高温度，溶液中CrO4的平衡转化率减小，则该反应的ΔH 0 (填“大于”“小于”或“等于”)。 (3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl，利用Ag与CrO4生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10 mol·L)时，溶液中c(Ag)为 mol·L，此时溶液中c(CrO4)等于 mol·L。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10和2.0×10)。
9
−10−1
2−
−1
−12
−
−5
−1
+
−
+
2−
2−
2−
(4)+6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O7还原成Cr，反应的离子方程式为 。 【答案】
(1)蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶液写出绿色溶液； (2)①2CrO4+2H
-5 2-＋
2−3+
Cr2O7+H2O； ② 增大；1.0×1014 ；③小于；
-3
2-
(3) 2.0×10；5×10；
2--＋3+2-(4) Cr2O7+3HSO3 +5H=2Cr+3SO4+4H2O。
【解析】
(1)蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶液写出绿色溶液 (2)①2CrO4+2H
2-＋
Cr2O7+H2O；酸性增强，平衡正向移动，则CrO42−的平衡转化率增大；
2-
2-
②升高温度，CrO4的转化率增大，则ΔH>0
(3)c(Ag)·c(Cl)=Ksp(AgCl);c(Ag)=2.0×10;c(Ag)·c(CrO4)=Ksp(Ag2CrO4)；c(CrO4)=5×10 (4)依据氧化还原反应：Cr2O7+3HSO3 +5H=2Cr+3SO4+4H2O
8.C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。
2--＋
3+
2-+
-+
-5
2
+
2−
2−
-3
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃，催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。图一表示恒压容器中0.5mol CO2和1.5mol H2转化率达80％时的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式__________________________________________。
(2)“亚硫酸盐法”吸收烟气中的SO2。室温条件下，将烟气通入（NH4)2SO3溶液中，测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图二所示。
请写出a点时n(HSO3)∶n(H2SO3)=_____，b点时溶液pH=7，则n(NH4)∶n(HSO3)=_____。 (3)催化氧化法去除NO，一定条件下，用NH3消除NO污染，其反应原理为4NH3+6NO
5N2+ 6H2O。不
−
+
−
同温度条件下，n(NH3)∶n(NO)的物质的量之比分别为4∶l、3∶l、1∶3时，得到NO脱除率曲线如图三所示：
10
①请写出N2的电子式________。
②曲线c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6×10mg/m，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为_____mg/(m·s)。
(4)间接电化学法可除NO。其原理如图四所示，写出电解池阴极的电极反应式（阴极室溶液呈酸性，加入3
−4
3
HSO−
2−3，出来S2O4）:____________________________________。 【答案】
（1）CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ/mol
（2）1∶1 3∶1 （3）
1∶3 1.5×10
−4
（4）2HSO−
−
+
2−
3+2e+2H===S2O4+2H2O 【解析】
(1) 热化学方程式的书写，依据题意和图像1，0.4mol的CO2参与反应，放出19.6KJ的热量，则 学方程式为：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ/mol
(2) 依图像：n(HSO−
3)∶n(H2SO3)=1，
依据电荷守恒：n(NH+
+
-−
2-−
2-
4)+n(H)=n(OH)+n(HSO3)+2n(SO3),n(HSO3)=n(SO3); 则n(NH+
−
4)∶n(HSO3)=3:1 (3) N2的电子式
n(NH3)∶n(NO)的比值越大，则NO的脱除率越高，
(4)依据氧化还原反应原理，书写电极方程式：2HSO−
−
+
2−
3+2e+2H===S2O4+2H2O。
热化11
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