1.随着国家环保部系列环保新规的出台，各地环保部门整治环保的工作也在紧锣密鼓地进行，其中汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的重要原因之一，因此治理汽车尾气和燃煤尾气污染成为重中之重。回答下列问题：
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可消除氮氧化物的污染。 已知：①CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867.0kJ·mol； ②N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.8kJ·mol；
③适量的N2和O2完全反应，每生成标准状况下5.6L NO时，则吸收22.5kJ的热量。
则CH4催化还原NO的热化学方程式为_________________________________________________________ ________________________________________________________。
(2)在汽车排气系统中安装三元催化转化器，可发生反应：2NO(g)＋2CO(g)
2CO2(g)＋N2(g)。在某密
－1
－1
闭容器中通入等量的CO和NO，发生上述反应时，c(CO)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。
①据此判断该反应的正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
②温度为T2时，19s反应达到平衡，则0～19s内N2的平均反应速率v(N2)＝________mol·L·s。 ③温度为T1时，该可逆反应的平衡常数K＝________。
(3)SNCRSCR脱硝技术是一种新型的除去烟气中氮氧化物的脱硝技术，一般采用氨气或尿素作还原剂，其基本流程如图：
－1
－1
①SNCRSCR脱硝技术中用NH3作还原剂还原NO的主要反应为4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)
4N2(g)＋6H2O(g)
ΔH<0，则用尿素[CO(NH2)2]作还原剂还原NO2的化学方程式为__________________________。
②体系温度直接影响SNCR技术的脱硝效率，如图所示。
SNCR技术脱硝的最佳温度为________，SNCR与SCR技术相比，SCR技术的反应温度不能太高，其原因是________________________________；当体系温度高于1000℃时，SNCR脱硝效率明显降低，其可能的原因是________________________________________。
【解析】(1)由已知信息③可写出热化学方程式：N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.0kJ·mol，将该热化学方程式与已知信息①、②中的热化学方程式依次编号为a、b、c，根据盖斯定律，由b－a×2＋c可得：CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1159.2kJ·mol。(2)①由题图可知T1>T2，而T1平衡时112.0－0.1－
CO浓度较高，说明温度升高，平衡逆向移动，故正反应为放热反应。②v(N2)＝v(CO)＝×mol·L
2219
1
－1
－1
·s＝0.05 mol·L·s。③温度为T1时，根据三段式法，则有：
2NO(g)＋2CO(g)
－1
－1－1－1
2CO2(g)＋N2(g)
起始(mol·L) 2.0 2.0 0 0 转化(mol·L) 1.6 1.6 1.6 0.8
平衡(mol·L) 0.4 0.4 1.6 0.8
1.6×0.8
故T1时，该可逆反应的平衡常数K＝22＝80。①CO(NH2)2作还原剂，还原NO2生成N2、CO2、H2O，故反
0.4×0.4应的化学方程式为4CO(NH2)2＋6NO2
4CO2＋7N2＋8H2O。②由题图可知925℃左右时脱硝效率最高。SCR技术
2
－1－1
中使用了催化剂，若温度太高，则催化剂活性降低或丧失。脱硝反应的主反应是放热反应，故温度过高时，脱硝主要反应的平衡逆向移动，导致脱硝效率降低。
【答案】(1)CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1159.2kJ·mol (2) ①放热 ②0.05 ③80 (3) ①4CO(NH2)2＋6NO2
脱硝主要反应的平衡逆向移动
4CO2＋7N2＋8H2O ②925℃左右 温度太高，会降低催化剂活性 温度过高，
－1
1．氯化钴用作吸湿剂和空气湿度指示剂，其原理如下：
回答下列问题： (1)已知CoCl2＋xH2O
CoCl2·xH2O，现有65g无水CoCl2，吸水后变成CoCl2·xH2O 119 g。水合物中x＝________；该变化过程属于__________(填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)德国科学家发明了添加氯化钴的变色水泥，据此推测雨天变色水泥呈粉红色的原因是______________ ____________________________________________________________。
(3)为了防止粉红色的
CoCl2·6H2O
脱水，“干燥”时宜采用的方法是
__________________________________。(任写两种)
(4)CoCl2溶于浓盐酸中能形成[CoCl4]，该溶液中存在平衡：[Co(H2O)6](粉红色)＋4Cl
−1
2－
2＋
−
[CoCl4]
2−
(蓝色)＋6H2O。T1℃时，将0.025mol CoCl2·6H2O溶于50mL 12 mol·L浓盐酸中，再加水稀释至100mL。溶液中c(Cl)与温度(T)的关系如图所示。
−
①T1℃时，取10 mL上述溶液稀释至100 mL，稀释后的溶液中c(Cl)________(填“>”“＝”或“<”)0.6mol·L。
②由图可知，上述反应的ΔH________(填“>”“＝”或“<”)0。 ③根据A点数据，T1℃时上述反应的平衡常数为________。
(5)将镉(Cd)浸在氯化钴(CoCl2)溶液中，发生反应的离子方程式为Co(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd(aq)，若将该反应设计为如下图所示的原电池，则该电池中盐桥中的阳离子向________移动，甲池中盛放的是________溶液。
2＋
2＋
−1
−
【解析】(1)根据题意知，吸收的水的质量为54g，其物质的量为3mol，65g无水CoCl2的物质的量为0.5 10.5
mol，则＝，故x＝6；无水CoCl2呈蓝色，吸水后变为粉红色的CoCl2·6H2O，该变化过程有新物质生成，
x3属于化学变化。(3)为了防止CoCl2·6H2O脱水，“干燥”时宜采用减压烘干或常温下晾干或常温下鼓风吹干等方法。(4)①T1℃时，取10mL上述溶液稀释至100mL，加水稀释时平衡向逆反应方向移动，故稀释后的溶液中c(Cl)>0.6 mol·L。②由题图可知，升高温度Cl浓度降低，则升高温度平衡向正反应方向移动，所以该反应的ΔH>0。③根据三段式法，A点平衡时有：
[Co(H2O)6]＋4Cl
−1
2＋
−
－
−1
−
[CoCl4]＋6H2O
2−
起始/(mol·L) 0.25 6.5 0 转化/(mol·L) 0.125 0.5 0.125 平衡/(mol·L) 0.125 6 0.125
−1−1
0.125−4
因此T1℃时该反应的平衡常数为4≈7.72×10。(5)原电池中阳离子向正极(乙池)移动；甲池中
0.125×6Cd失电子生成Cd，乙池中Co得电子生成Co，所以甲池中盛放的是CdCl2溶液，乙池中盛放的是CoCl2溶液。
【答案】(1)6 化学变化
(2) 雨天时温度相对较低，湿度大，平衡向左移动，主要为CoCl2·6H2O，故呈粉红色 (3) 减压烘干、常温下晾干、常温下鼓风吹干等(任写两种，合理即可) (4) ①> ②> ③7.72×10 (5) 正极(乙池) CdCl2
2．锌元素是重要的金属元素，锌及其化合物在生活、生产中有广泛应用，回答下列问题：
(1)ZnO和Al2O3的化学性质相似，写出ZnO和NaOH溶液反应的离子方程式：_______________________ ___________。
(2)闪锌矿(主要成分为ZnS)、软锰矿(主要成分为MnO2)与硫酸共热时可以析出单质硫，该反应的化学方程式为_________________________________________________。
(3)火法炼锌时在鼓风炉中加热到1100～1300℃，发生反应Ⅰ：ZnO(s)＋CO(g)＝＋198kJ·mol。
①该反应的平衡常数表达式K＝________。
11
②温度为T1时，反应Ⅰ的平衡常数为K1，则同温下反应Ⅱ：ZnO(s)＋CO(g)22衡常数K2＝________(用K1表示)。
③某温度时反应Ⅰ的平衡常数K＝1.0，起始时在容积固定的密闭鼓风炉中通入0.11mol·L CO(ZnO足量)，达到平衡时，CO的浓度为________。
(4)粗铜电解精炼的废电解液中常含有Zn、Pb，向废电解液中加入Na2S溶液，当有PbS和ZnS沉淀时，
2＋
2＋
−1
－1
−4
2＋
2＋
Zn(g)＋CO2(g) ΔH11
Zn(g)＋CO2(g)的平22
c(Zn2＋)−28−24
2＋＝____。[已知：Ksp(PbS)＝3.4×10，Ksp(ZnS)＝1.6×10] c(Pb)
(5)利用电化学还原CO2制取ZnC2O4的示意图如图所示，电解液不参与反应。则Pb电极的电极反应为_______________________________，当通入标准状况下11.2L CO2时，转移电子数为________。
【解析】(1)由Al2O3与NaOH溶液的反应可以类推ZnO与NaOH溶液的反应，离子方程式为ZnO＋2OH===ZnO2
2＋
−
2－
＋H2O。题给反应中析出单质硫，说明ZnS被氧化为S，则MnO2被还原为Mn，根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式。①反应Ⅰ的平衡常数表达式K＝c(Zn)c(CO2)。②反应Ⅱ的平衡常数K2＝
c(CO)＝K1。③设平衡建立过程中CO的转化浓度为x mol·L，则平衡时CO的浓
−1
x·x−1−1
度为(0.11－x)mol·L，Zn(g)、CO2的浓度均为x mol·L，则＝1.0，解得x＝0.1，则平衡时CO的
0.11－x2Ksp(ZnS)822−1−14
浓度为(0.11－0.1)mol·L＝0.01 mol·L。c(Zn)＝c(Zn)c(S)＝＝×10。(5)电解法制备
Ksp(PbS)17c(Pb2)c(Pb2)c(S2)ZnC2O4，CO2在阴极上发生还原反应转化为C2O4，电极反应式为2CO2＋2e===C2O4。根据2CO2＋2e===C2O4可知通入标准状况下11.2L CO2时，转移0.5mol电子。
【答案】(1)ZnO＋2OH===ZnO2＋H2O
△
(2) MnO2＋ZnS＋2H2SO4=====MnSO4＋ZnSO4＋S↓＋2H2O (3) ①(4)
−
2－
2－−2－−2－
c(Zn)·c(CO2)−1
②K1③0.01mol·L
c(CO)
84×10 17
−
2－
23
(5) 2CO2＋2e===C2O4 0.5NA(或3.01×10)
3．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。
（1）目前工业上有一种方法是用CO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0.5molCO2和1.5molH2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：
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
−4
3
_____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HSO3，出来S2O4）:____________________________________。
【解析】（1）根据图一，恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80％时的能量变化，23kJ-3.4kJ=19.6kJ，H=
2=-49kJ/mol，该反应的热化学方程式：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
−
2−
3
ΔH=-49kJ/mol，因此，本题正确答案是：CO2(g)+3H2(g)＋SO2＋H2O
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ/mol；（2）(NH4)2SO3
===2NH4HSO3，由图二可知：a点时HSO3和H2SO3物质的量分数相等，所以n(HSO3)：n(H2SO3)=1：1，b点时溶液的pH=7，根据电荷守恒可知n(NH4)= n(HSO3)+2n(SO3)，又根据图象曲线可知：n(SO3)= n(HSO3)，则n(NH4)=3n(HSO3)，所以n(NH4)∶n(HSO3)=3∶1；因此，本题正确答案是：1∶1；3∶1；（3）①N2的电子式：
+
−
+
−+
−
2−
2−
−
−−
；
②n(NH3)∶n(NO)的物质的量之比分别为4∶l、3∶l、1∶3时，NO的含量越来越大，去除率越来越低，曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是1∶3，其NO的去除率最低；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
=1.5×10mg/(m·s)。因此，本题正
-4
3
-4
3
确答案是：；1∶3；1.5×10；（4）电解池阴极发生还原反应，硫元素化合价降低，由于阴极室溶
−
−
+
2−
−
−
+
2−
-4
液呈酸性，所以电极反应式为：2HSO3+2e+2H===S2O4+2H2O。因此，本题正确答案是：2HSO3+2e+2H===S2O4+2H2O。
【答案】（1）CO2(g)+3H2(g)（2）1∶13∶1 （3）
−
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ/mol
1∶3 1.5×10
−
+
2−
−4
（4）2HSO3+2e+2H===S2O4+2H2O
4．A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数依次增大，A、E同主族，A元素的原子半径最小，B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，C元素的最高价氧化物对应的水化物X与其氢化物反应生成一种盐Y，A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物，E2D2可用于呼吸面具或潜水艇中氧气的来源。请根据以上信息回答下列问题：
(1)BD2的电子式为________。
(2)EAB2D4水溶液显酸性的原因是________。
(3)将等浓度等体积的EABD3溶液和E2BD3溶液混合，所得混合溶液中各离子的离子浓度由大到小的顺序为____。
(4)A、B、D、E四种元素组成的某无机化合物，受热易分解。写出该化合物的溶液与足量的Ba(OH)2溶液
反应的离子方程式______。
(5)常温下，测得X和Y的水溶液的pH均为5，则两种水溶液中由水电离出的H浓度之比是____。 (6)在一个装有可移动活塞的密闭容器中进行如下可逆反应：C2(g)+3A2(g)
2CA3(g)ΔH=－92.4
+
kJ/mol。反应达到平衡后，测得容器中各物质的物质的量分别为C2：0.5mol、A2：0.2mol、CA3：0.2mol，此时容器体积为1.0 L。如果保持温度和压强不变，向上述平衡体系中加入0.18molC2，平衡将____移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。
【解析】根据以上分析可知A为H，B为C，C为N，D为O，E为Na，X为、Y为铵，则。（1）二氧化碳是含有共价键的共价化合物，则CO2的电子式为
−
−
。（2）EAB2D4是NaHC2O4，H2C2O4是二元弱酸，
+
−
HC2O4既能电离又能水解，由于HC2O4的电离程度大于其水解程度，溶液中c(H)＞c(OH)，所以溶液显酸性。（3）EABD3和E2BD3分别是碳酸氢钠和碳酸钠，等浓度的NaHCO3和Na2CO3混合溶液中，由于CO3的水解程度大于HCO3的水解程度，溶液显碱性，所以溶液中各离子的离子浓度由大到小的顺序为c(Na)＞c(HCO3)＞c(CO3)＞c(OH)＞c(H)。（4）H、C、O、Na四种元素组成的某无机化合物，受热易分解，则该物质为碳酸氢钠。碳酸氢钠溶液与足量的Ba(OH)2溶液反应生成碳酸钡、氢氧化钠和水，反应的离子方程式为Ba+HCO3+OH===BaCO3↓+H2O。（5）常温下，测得和铵的水溶液的pH均为5，抑制水的电离而铵水解促进水的电离，则中水电离的H浓度等于c(OH)＝10mol/L，铵中水电离的H浓度等于c(H)＝10mol/L，所以两种水溶液中由水电离出的H浓度之比是10∶1或1∶10。（6）在一个装有可移动活塞的密闭容器中进行如下可逆反应：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=－92.4kJ·mo1。反应达到平衡后，测得容器中各物质的物质的量分别为N2是
−1
+
−4
4
+
−
−9
+
+
−52+
−
−
+
+
−
2−
−
2−
−
0.5mol、H2是0.2mol、NH3是0.2 mol，气体的总物质的量为0.9mol，此时容器体积为1.0 L，则平衡常数K＝
。如果保持温度和压强不变，向上述平衡体系中加入0.18mol N2，若平衡不移动，则气体的总物
质的量变为（0.9mol+0.18mol）＝1.08mol，容器的体积变为＞10，所以平衡将逆向移动。
【答案】（1）
−
，此时浓度熵Qc＝
+
−
（2）HC2O4的电离程度大于其水解程度，溶液中c(H)＞c(OH)，溶液显酸性 （3）c(Na)＞c(HCO3)＞c(CO3)＞c(OH)＞c(H) （4）Ba+HCO3+OH===BaCO3↓+H2O （5）10∶1或1∶10（6）逆向
5．羰基硫（COS）广泛存在于以煤为原料的各种化工原料气中，能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染。
−4
4
2+
−
−
+
−
2−
−
+
（1）羰基硫的结构与二氧化碳相似，电子式为_________，硫原子的结构示意图__________。 （2）羰基硫的氢解和水解反应是两种常用的脱硫方法： 氢解反应：COS(g)+H2(g)水解反应：COS(g)+H2O(g)
H2S(g)+CO(g) ΔH1＝+7kJ/mol H2S(g)+CO2(g) ΔH2=－34kJ/mol
已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=－484kJ/mol 表示CO燃烧热的热化学方程式为________。
（3）氢解反应平衡后保持温度和压强不变通入适量的He，则正反应速率___________，COS的转化率_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）若在绝热、恒容的密闭体系中，投入一定量COS(g)和H2(g)，发生氢解反应，下列示意图能说明t1
时刻反应达到平衡状态的是______（填字母序号）。（下图中υ物质的量和质量）
正
、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、
（5）某温度下，在体积为2L密闭的容器中通入2molCOS(g)和4molH2O(g)发生上述水解反应，5min后达到平衡，测得COS(g)的转化率是75%，回答下列问题：
①v(H2S)＝________mol/(L·min) ②该温度下平衡常数K＝__________
【解析】(1)羰基硫的结构与二氧化碳相似，二氧化碳的电子式为：为：
，硫是16号元素，硫原子的结构示意图为：
，故答案为：
，所以羰基硫的电子式
；
；
(2)已知：①COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) ΔH1＝+7kJ/mol，② COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2=
－34kJ/mol，③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=－484kJ/mol，根据盖斯定律，②+③÷2－①得：CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH=-283kJ/mol，故答案为：CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH=-283kJ/mol；(3)氢解反应COS(g)+H2(g)
H2S(g)+CO(g)为反应前后气体分子数不变的可逆反应，平衡后保持温度和压强不变
通入适量的He，容器体积增大，相当于减小压强，则正反应速率减小，因平衡不移动，所以COS的转化率不变，故答案为：减小；不变；(4)a. t1时刻正反应速率仍然在变化，说明没有达到平衡状态，故a错误；b. 在绝热、恒容的密闭体系中发生氢解反应，t1时刻平衡常数不再变化，说明反应体系的温度不再变化，反应达到了平衡状态，故b正确；c. t1时刻氢气和硫化氢的物质的量相等，t1时刻之后二者的物质的量还在变化，说明反应没有达到平衡状态，故c错误；d. t1时刻COS的质量不再变化，说明反应达到了平衡状态，故d正确；
答案选：bd；(5)①某温度下，在体积为2L密闭的容器中通入2molCOS(g)和4molH2O(g)发生上述水解反应，5min后达到平衡，测得COS(g)的转化率是75%，由反应方程式COS(g)+H2O(g)
H2S(g)+CO2(g)可知，达到
平衡时生成H2S的物质的量为：n(H2S)=2mol×75%=1.5mol，则用H2S表示的反应速率为：v(H2S)＝1.5mol÷2L÷5min=0.15mol·(L·min)COS(g)+H2O(g)
H2S(g)+CO2(g)
起始浓度(mol/L)： 1 2 0 0 转化浓度(mol/L)：0.75 0.75 0.75 0.75 −1
，故答案为：0.15；②根据平衡三段式法有：
平衡浓度(mol/L)：0.25 1.25 0.75 0.75
则该温度下平衡常数K＝
=1.8，故答案为：1.8。
【答案】（1）
（2）CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH=-283kJ/mol （3）减小不变 （4）bd （5）0.15 1.8
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