二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
17.(2014·山东卷)(10分)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO2 (g)+NaCl(s)??NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH<0(Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g)??2ClNO(g) K2 ΔH2<0(Ⅱ)
(1)4NO2 (g)+2NaCl(s)??2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2 (g)的平衡常数K=________(用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)=7.5×10-3 mol·L-1·min-1，则平衡后n(Cl2)=________mol，NO的转化率α1=________。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“=”)，平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小，可采取的措施是________。
(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应为2NO2+2NaOH ===NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A，溶液B为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液，则两溶液中c(NO)、c(NO)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为 ________ 。(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1，CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1)
可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是________。
a.向溶液A中加适量水
b.向溶液A中加适量NaOH
c.向溶液B中加适量水
d.向溶液B中加适量NaOH
解析：(1)观察题给的三个方程式可知，题目所求的方程式可由(Ⅰ)×2-(Ⅱ)得到，故该反应的平衡常数K=。(2)由题给数据可知，n(ClNO)=7.5×10-3 mol·L-1·min-1×10 min×2 L=0.15 mol。
2NO(g)+Cl2(g)??2ClNO(g)
0.2 0.1 0
0.15 0.075 0.15
0.05 0.025 0.15
故n(Cl2)=0.025 mol;NO的转化率α1=×100%=75%。
其他条件保持不变，由恒容条件(2 L)改为恒压条件，因该反应是气体分子数减小的反应，平衡正向移动，NO的转化率增大，即α2 >α1;平衡常数只是温度的函数，故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变;要使平衡常数减小，平衡应逆向移动，因为反应(Ⅱ)是放热反应，故应升高温度。(3)由反应方程式计算可知：c(NaNO3)=c(NaNO2)=0.1 mol·L-1，c(CH3COONa)=0.1 mol·L-1;由电离平衡常数可知酸性：HNO3>HNO2>CH3COOH，酸越弱其对应盐溶液中的离子水解程度越大，则c(NO)>c(NO)>c(CH3COO-)。
由“越弱越水解”可知，A溶液的碱性比B溶液的碱性弱，pHA 不变 升高温度
(3)c(NO)>c(NO)>c(CH3COO-) bc
点拨：知识：平衡常数表达式及其影响因素;化学反应速率的计算;电离平衡常数与酸性强弱的关系;离子浓度大小的比较;盐类水解平衡的移动。能力：根据方程式的相互关系推导平衡常数表达式的能力;根据方程式计算与反应速率相关量的能力;根据平衡常数判断弱酸酸性强弱的能力;根据酸性强弱判断盐溶液中离子浓度大小的能力;根据盐类水解平衡的移动判断溶液pH变化趋势的能力等。试题难度：较大。
18.(2014·重庆卷)(14分)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。
(1)氢气是清洁燃料，其燃烧产物为________。
(2)NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应得到NaBO2，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为________________________，反应消耗1 mol NaBH4时转移的电子数目为________。
(3)储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：(g)(g)+3H2(g)。在某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，其起始浓度为a mol·L-1，平衡时苯的浓度为b mol·L-1，该反应的平衡常数K=________。
(4)一定条件下，下图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。
①导线中电子移动方向为________。(用A、D表示)
②生成目标产物的电极反应式为________。
③该储氢装置的电流效率η=________。
(η=×100%，计算结果保留小数点后1位)
解析：(1)氢气燃烧产物是H2O，对环境无污染，为清洁能源。
(2)NaBH4中Na、B、H的化合价分别为+1、+3、-1价，因反应前后B的化合价不发生变化，则说明NaBH4与H2O反应生成氢气，化学方程式为NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑。1 mol NaBH4参加反应时，转移电子4 mol。
(3)达到平衡时，H2浓度为苯的3倍，即H2浓度为3b mol·L-1，环己烷的浓度为(a-b)mol·L-1，反应的平衡常数为K=== mol3·L-3。
(4)由图可知，苯转化为环己烷的过程是加氢过程，发生还原反应，故为阴极反应，A为电源的负极，B为电源的正极。
①电子从负极流向阴极，即A→D。
②该装置的目标是从苯到环己烷实现储氢，电极反应式为C6H6+6H++6e-===C6H12。
③阳极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+，生成2.8 mol氧气，失去11.2 mol电子。
电解过程中通过阴、阳极的电子数目相等，即阴极得到电子也为11.2 mol。
阴极除生成环己烷外，还生成H2：2H++2e-===H2↑，由题意可知，2n(H2)+6n(C6H12)=11.2 mol，[10 mol+n(H2)]×10%=10 mol×24%-n(C6H12)：解得n(H2)=2 mol，n(C6H12)=1.2 mol，故生成1.2 mol C6H12时转移电子1.2 mol×6=7.2 mol，电流效率为×100%≈64.3%。
答案：(1)H2O
(2)NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑ 4NA或2.408×1024
(3) mol3·L-3
(4)①A→D ②C6H6+6H++6e-===C6H12 ③64.3%
点拨：知识：氧化还原反应、化学平衡、电化学知识。能力：利用题给信息书写有关反应方程式和计算电子转移量，计算化学平衡原理应用，结合装置书写电极反应式以及电流效率计算的能力。试题难度：较大。
19.(2014·天津卷)(14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：
N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
一种工业合成氨的简易流程图如下：
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：____________________。
(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下：
①CH4(g)+H2O(g)??CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的是__________。
a.升高温度 B.增大水蒸气浓度
c.加入催化剂 D.降低压强
利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为__________。
(3)图1表示500℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：__________。
(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。
(5)上述流程图中，使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是________(填序号)，简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：__________。
解析：(1)向NH4 HS溶液中通入空气，发生氧化还原反应，有S单质生成，故反应为2NH4HS+O22NH3·H2O+2S↓。
(2)反应①是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动，将会增加H2的含量，同时提高反应速率;增大水蒸气的浓度，会提高反应速率，但H2的含量会降低;加入催化剂，不会引起H2含量的改变;降低压强，反应速率减小;故a正确。设CO反应掉n mol。
CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g)
投入量/mol 0.2 0 0.8
变化量/mol n n n
最终量/mol 0.2-n n 0.8+n
则：0.2-n+n+0.8+n=1.18解得：n=0.18
(3)设投入N2和H2的物质的量分别是1 mol、3 mol，平衡时N2反应掉m mol。
N2 + 3H2 ?? 2NH3
起始量/mol 1 3 0
变化量/mol m 3m 2m
平衡量/mol 1-m 3-3m 2m
根据题意：=42%，解得m≈0.59，所以平衡时N2的体积分数为×100%≈14.5%。
(4)通入原料气，反应开始，氨气的量增加，因为合成氨是一个放热反应，当达到平衡后温度升高，氨气的含量将减小。所以图像为。
(5)从流程图看，反应放出的能量得到充分利用是在热交换器中。提高合成氨原料转化率的方法是：将未反应的原料重新送回反应器中循环使用、对原料气加压。
答案：(1)2NH4 HS+O22NH3·H2O+2S↓
(2)a 90% (3)14.5%
(4)
(5)Ⅳ 对原料气加压;分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用
点拨：知识：化学方程式书写、化学平衡、化学反应速率、转化率计算等。能力：考查学生对化学反应速率和化学平衡等知识的掌握和运用能力，同时考查学生识图、绘图的能力。试题难度：中等。
20.(2014·云南省第一次统测)(14分)制取甲醇的方法很多，请根据以下材料回答相应问题。
【方法一】利用工业废气中的CO2制取甲醇。
已知：a.CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
b.部分物质的反应能量变化如图Ⅰ：
(1)写出由CO2(g)与H2(g)制取CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式：____________________。
【方法二】如图Ⅱ所示，利用原电池原理将CO转化为甲醇。
(2)该电池中正极的电极反应式为________________________。
【方法三】在恒容密闭容器中，用ZnO-Cr2O3作催化剂，于一定温度和压强下，用反应CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g)生产甲醇。
(3)一定温度下，在体积为2 L的密闭容器中充入H2和CO合成CH3OH，各组分的物质的量浓度随时间的变化情况如表所示：
反应时间/min
物质的量
浓度/mol·L-1 0 3 10 12 c(H2) 2 c(CO) 0.500 0.250 0.250 c(CH3OH) 0 0.500 0.750 0.750 ①0～10 min，v(H2)=________，该温度下此反应的化学平衡常数为________，平衡时容器内的压强与起始压强之比为________。
②下列说法正确的是________(填字母序号)。
a.其他条件不变，增大CO的浓度，H2的转化率增大
b.当容器内混合气体密度不再发生变化时，反应达到平衡状态
c.使用催化剂(ZnO-Cr2O3)的目的是使v(正)>v(逆)
③12 min时，若将容器的体积缩小为原来的一半且其他条件不变，16 min时反应重新达到平衡，此时c(CH3OH)=1.674 mol·L-1，c(H2)=0.652 mol·L-1，请在图中用曲线表示12 min～18 min阶段c(CO)随时间变化的趋势，并在纵轴上标注c(CO)起点及终点的值。
解析：(1)根据图Ⅰ可以写出b的热化学方程式：
CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g) ΔH=(419-510) kJ/mol=-91 kJ/mol。用b的热化学方程式减去a的热化学方程式可得CO2(g)+3H2(g)??CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-50 kJ/mol。(2)分析图Ⅱ，通入的气体分别为CO、H2，生成物为CH3OH，甲醇中的C的化合价为-2，故该反应中CO是氧化剂，在原电池正极发生还原反应：CO+4H++4e-===CH3OH。(3)①0～10 min，v(CH3OH)=0.750 mol·L-1÷10 min=0.075 mol·L-1·min-1，v(H2)=2v(CH3OH)=0.15 mol·L-1·min-1。由表格中数据可知第10 min时反应已经达到平衡，达到平衡时，c(H2)=2 mol·L-1-2×0.750 mol·L-1=0.5 mol·L-1，故平衡常数K===12(mol·L-1)2。压强之比等于混合物的物质的量之比，故压强之比为(0.5+0.25+0.75)(2+1)=12。②同一个可逆反应，增大一种气体反应物的浓度可以提高另外一种气体反应物的转化率，a项正确;容器体积不变，混合气体的质量不变，故密度始终不变，所以密度不变不能作为反应达到平衡状态的标志，b项错误;催化剂能同等程度地改变正反应速率和逆反应速率，c项错误。③容器体积缩小为原来的一半，CO的浓度的浓度瞬间变为0.500 mol/L，即12 min c始(CO)=0.500 mol/L,12 min～16 min阶段，CH3OH浓度变化为c变(CH3OH)=(1.674-1.500) mol/L=0.174 mol/L，故c终(CO)=0.5 mol/L-0.174 mol/L=0.326 mol/L,16 min～18 min c(CO)保持不变。
答案：(1)CO2(g)+3H2(g)??CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-50 kJ·mol-1
(2)CO+4e-+4H+===CH3OH
(3)①0.15 mol·L-1·min-1 12(mol·L-1)2 12 ②a ③
点拨：本题考查了热化学、原电池、化学平衡等知识，意在考查考对化学反应原理的综合应用能力。
