第1頁（共1頁）2025年高考化學復習之小題狂練300題（填空題）：化學反應與能量一．填空題（共10小題）1．（2022?江蘇模擬）水溶性硝態氮（NO3﹣、NO2﹣等）是水體污染物，可采用多種方法將其除去。（1）在反硝化細菌作用下，可用葡萄糖（C6H12O6）將酸性廢水中的NO3﹣、NO2﹣除去，同時產生兩種無污染氣體。寫出葡萄糖除去NO3﹣反應的離子方程式。（2）納米鐵粉可用于去除廢水中的硝態氮（以NO3﹣表示），反應原理如圖﹣1所示。①有研究發現，在鐵粉總量一定的條件下，水中的溶解氧過多不利于硝態氮去除。其原因是。②利用納米鐵粉與活性炭可提升硝態廢水中硝態氮的去除效率。控制納米鐵粉與活性炭總質量一定，反應時間相同，測得廢水中硝態氮殘留率與混合物中的關系如圖﹣2所示，過大和過小都會導致硝態氮殘留率上升，但方向1上升幅度小于方向2。硝態氮殘留率呈現如此變化的原因是。（3）用含鈰（主要化合價為+3、+4）溶液作吸收液處理煙氣中氮氧化物時，NO被吸收生成NO2﹣。用電解法可將處理煙氣后溶液中的NO2﹣轉化為無毒物質，同時使吸收液再生。①寫出電解時陰極的電極反應式：。②若完全電解后陰極生成1mol還原產物，陽極生成氣體在標準狀況下體積是。2．（2022?巴宜區校級四模）工業上制二甲醚是在一定溫度（230～280℃）、壓強（2.0～10.0MPa）和催化劑作用下進行的，反應器中發生了下列反應：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1＝﹣90.7kJ?mol﹣1①2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2＝﹣23.5kJ?mol﹣1②CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3＝﹣41.2kJ?mol﹣1③反應器中的總反應可表示為3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g），計算該反應的△H＝。3．（2022?巴宜區校級四模）采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術，在含能材料、醫藥等工業中得到廣泛應用。已知：2N2O5（g）＝2N2O4（g）+O2（g）ΔH1＝?4.4kJ?mol﹣12NO2（g）＝N2O4（g）ΔH2＝?55.3kJ?mol﹣1則反應N2O5（g）＝2NO2（g）+O2（g）的ΔH＝kJ?mol﹣1。4．（2022?巴宜區校級四模）載人航天器中，可通過如下反應將航天員呼出的CO2轉化為H2O，再通過電解H2O獲得O2。已知：①CO2（g）+4H2（g）＝CH4（g）+2H2O（l）ΔH＝﹣252.9kJ/mol②2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）ΔH＝+571.6kJ/mol則CH4（g）和O2（g）反應生成CO2（g）和H2O（l）的熱化學方程式為。5．（2022?福建模擬）NO是空氣污染物之一，以硫酸鋰溶液為電解質，泡沫Cu為陰極，利用電化學裝置實現NO的消除，陰極反應的模擬能量變化如圖。從反應速率角度推斷NO最終還原產物主要為，陰極的主要電極反應式為。6．（2022?福建模擬）NO在醫藥化工行業有著十分重要的應用，工業上主要采用氨催化氧化法生產NO：主反應：4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H1副反應：4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）△H2＝﹣1265kJ?mol﹣1（1）N2（g）+O2（g）＝2NO（g）ΔH＝+180kJ?mol﹣1，則△H1＝kJ?mol﹣1。（2）在不同的氨初始含量下，催化劑表面的反應速率與溫度的關系如圖。由圖知，生產NO的最佳條件為。A.氨含量20%、反應溫度650℃B.氨含量40%、反應溫度750℃C.氨含量80%、反應溫度1150℃D.氨含量20%、反應溫度750℃（3）在某種氨初始含量下，溫度升高一段時間后，體系中減小，可能的原因是。7．（2022?丘北縣校級模擬）甲烷作為一種新能源在化學領域應用廣泛，請回答下列問題：（1）高爐冶鐵過程中，甲烷在催化反應室中產生水煤氣（CO和H2）還原氧化鐵，有關反應為：CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）ΔH＝+260kJ?mol﹣1已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）ΔH＝﹣566kJ?mol﹣1則CH4與O2反應生成CO和H2的熱化學方程式為；（2）如圖所示，裝置Ⅰ為甲烷燃料電池（電解質溶液為KOH溶液），通過裝置Ⅱ實現鐵棒上鍍銅．①a處應通入（填“CH4”或“O2”），b處電極上發生的電極反應式是；②電鍍結束后，裝置Ⅰ中KOH溶液的濃度（填寫“變大”“變小”或“不變”，下同），裝置Ⅱ中Cu2+的物質的量濃度；③電鍍結束后，裝置Ⅰ溶液中的陰離子除了OH﹣以外還含有；④在此過程中若完全反應，裝置Ⅱ中陰極質量變化12.8g，則裝置Ⅰ中理論上消耗氧氣L（標準狀況下）．8．（2023?南昌縣校級模擬）黃銅礦（CuFeS2）為主要原料的煉銅方法有火法煉銅、氧化浸出、生物浸出、配位浸出、電化學浸出法等。Ⅰ．火法煉銅：8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2ΔH＜0。（1）反應中被氧化的元素是（填元素符號）。（2）實際生產是在沸騰爐中進行，反應溫度為600～620℃。控制反應溫度的方法。（3）冶煉過程中產生大量SO2，下列處理方案中合理的是（填字母）。A．高空排放B．制備硫酸C．用純堿溶液吸收制Na2SO3D．用濃硫酸吸收Ⅱ．氧化浸出：在硫酸介質中用雙氧水將黃銅礦氧化，測得有生成。（4）配平該反應方程式：CuFeS2+H2O2+H+═Cu2++Fe3+++H2O。（5）該反應在25～50℃下進行，實際生產中雙氧水的消耗量要遠遠高于理論值，除溫度較高雙氧水分解之外，還可能的原因是。Ⅲ．生物浸出：在反應釜中加入黃銅礦、硫酸鐵、硫酸和微生物，并鼓入空氣，黃銅礦逐漸溶解，反應釜中各物質的轉化關系如圖所示。（6）在微生物的作用下，可以循環使用的物質有（填化學式）。（7）假如黃銅礦中的鐵元素最終全部轉化為Fe3+，當有2生成時，理論上消耗O2的物質的量為。9．（2021?山東模擬）氮氧化物、二氧化硫是造成大氣污染的主要物質，某科研小組進行如下研究。寫出SO2（g）與NO2（g）反應生成SO3（g）和NO（g）的熱化學方程式。10．（2021?長沙模擬）含氮化合物廣泛存在于自然界，是一類常見的化合物。（1）汽車尾氣是城市主要空氣污染物，汽車內燃機工作時發生反應：N2（g）+O2（g）?2NO（g），是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一。已知H2或CO可以催化還原NO以達到消除污染的目的。N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H＝+180.5kJ?mol﹣12H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H＝﹣571.6kJ?mol﹣1寫出H2（g）與NO（g）反應生成N2（g）和H2O的熱化學方程式是，判斷該反應自發進行的條件：。（填“高溫自發”或“低溫自發”）（2）已知當質量一定時，增大固體催化劑的表面積可提高化學反應速率。如圖一表示在其他條件不變時，反應2NO（g）+2CO（g）?2CO2（g）+N2（g）中NO的濃度c（NO）隨溫度（T）、催化劑表面積（S）和時間（t）的變化曲線。①則該反應△H0。（填“＞”或“＜”）②若催化劑的表面積S1＞S2，在該圖中畫出c（NO）在T1、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線。（3）尿素是一種重要的化工原料，工業上可用氨和二氧化碳來合成尿素：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H＜0，一定條件下，往10L恒容密閉容器中充入2molNH3和1molCO2。①該反應10min后達到平衡，測得容器中氣體密度為4.8g?L﹣1，平衡常數K＝。②達到平衡后，再往容器中加入2molNH3和1molCO2，則達到新平衡時反應物NH3的轉化率。（填“增大”、“減小”或“不變”）（4）N2O5是一種新型綠色硝化劑，其制備可以采用電解法。圖二是硼氫化鈉燃料電池，圖三是電解制備N2O5裝置。則電極a應連接電極（填c或d），寫出電極a的反應。

2025年高考化學復習之小題狂練300題（填空題）：化學反應與能量參考答案與試題解析一．填空題（共10小題）1．（2022?江蘇模擬）水溶性硝態氮（NO3﹣、NO2﹣等）是水體污染物，可采用多種方法將其除去。（1）在反硝化細菌作用下，可用葡萄糖（C6H12O6）將酸性廢水中的NO3﹣、NO2﹣除去，同時產生兩種無污染氣體。寫出葡萄糖除去NO3﹣反應的離子方程式5C6H12O6+24NO3﹣+24H+12N2↑+30CO2↑+42H2O。（2）納米鐵粉可用于去除廢水中的硝態氮（以NO3﹣表示），反應原理如圖﹣1所示。①有研究發現，在鐵粉總量一定的條件下，水中的溶解氧過多不利于硝態氮去除。其原因是在鐵粉總量一定的條件下，水中的溶解氧過多，在形成的微電池中，氧氣在正極上得電子發生還原反應，這將會減少廢水中的硝態氮得電子還原反應的發生，不利于硝態氮去除。②利用納米鐵粉與活性炭可提升硝態廢水中硝態氮的去除效率。控制納米鐵粉與活性炭總質量一定，反應時間相同，測得廢水中硝態氮殘留率與混合物中的關系如圖﹣2所示，過大和過小都會導致硝態氮殘留率上升，但方向1上升幅度小于方向2。硝態氮殘留率呈現如此變化的原因是因為的值過大或者是過小，都會導致形成微電池的數目減少，相同時間內生成亞鐵離子的濃度減小，反應速率減慢，方向1中，活性炭質量過量，過量的活性炭對硝基具有吸附作用，所以方向1上升的幅度小于方向2。（3）用含鈰（主要化合價為+3、+4）溶液作吸收液處理煙氣中氮氧化物時，NO被吸收生成NO2﹣。用電解法可將處理煙氣后溶液中的NO2﹣轉化為無毒物質，同時使吸收液再生。①寫出電解時陰極的電極反應式：2NO2﹣+6e﹣+8H+＝N2+4H2O。②若完全電解后陰極生成1mol還原產物，陽極生成氣體在標準狀況下體積是33.6L。【答案】（1）5C6H12O6+24NO3﹣+24H+12N2↑+30CO2↑+42H2O；（2）①在鐵粉總量一定的條件下，水中的溶解氧過多，在形成的微電池中，氧氣在正極上得電子發生還原反應，這將會減少廢水中的硝態氮得電子還原反應的發生，不利于硝態氮去除；②因為的值過大或者是過小，都會導致形成微電池的數目減少，相同時間內生成亞鐵離子的濃度減小，反應速率減慢，方向1中，活性炭質量過量，過量的活性炭對硝基具有吸附作用，所以方向1上升的幅度小于方向2；（3）①2NO2﹣+6e﹣+8H+＝N2+4H2O；②2NO2﹣+6e﹣+8H+＝N2+4H2O；33.6L。【分析】（1）C6H12O6中碳元素化合價為0價，生成二氧化碳后，化合價升高了4價，NO3﹣被還原為N2，化合價由+5價降低到了0價，根據化合價升降守恒和電荷守恒，即可寫出反應的離子方程式；（2）①水中的溶解氧過多，在形成的微電池中，氧氣在正極上得電子發生還原反應；（3）陰極發生還原反應，實現NO2﹣轉化為穩定的無毒氣體氮氣；【解答】解：（1）在反硝化細菌作用下，用葡萄糖處理酸性廢水中的NO3﹣，產生兩種對大氣無污染的氣體，即氮氣和二氧化碳，根據化合價升降守恒和原子守恒，可得該反應的離子方程式為：5C6H12O6+24NO3﹣+24H+12N2↑+30CO2↑+42H2O，故答案為：5C6H12O6+24NO3﹣+24H+12N2↑+30CO2↑+42H2O；（2）①水中的溶解氧過多，在形成的微電池中，氧氣在正極上得電子發生還原反應，減少廢水中的硝態氮得電子還原反應的發生，故答案為：在鐵粉總量一定的條件下，水中的溶解氧過多，在形成的微電池中，氧氣在正極上得電子發生還原反應，這將會減少廢水中的硝態氮得電子還原反應的發生，不利于硝態氮去除；②因為的值過大或者是過小，都會導致形成微電池的數目減少，相同時間內生成亞鐵離子的濃度減小，反應速率減慢，方向1中，活性炭質量過量，過量的活性炭對硝基具有吸附作用，所以方向1上升的幅度小于方向2，故答案為：因為的值過大或者是過小，都會導致形成微電池的數目減少，相同時間內生成亞鐵離子的濃度減小，反應速率減慢，方向1中，活性炭質量過量，過量的活性炭對硝基具有吸附作用，所以方向1上升的幅度小于方向2；（3）①陰極上是亞硝酸根離子發生得電子的還原反應，電極反應式為：2NO2﹣+6e﹣+8H+＝N2+4H2O，故答案為：2NO2﹣+6e﹣+8H+＝N2+4H2O；②若完全電解后陰極生成1mol還原產物N2，則伴隨著6mol電子轉移，陽極是氫氧根離子失電子的氧化反應：4OH﹣﹣4e﹣＝O2+2H2O，會產生氧氣1.5mol，則標況下氣體的體積是：1.5mol×22.4L/mol＝33.6L，故答案為：2NO2﹣+6e﹣+8H+＝N2+4H2O；33.6L。【點評】本題主要考查氧化還原反應型離子方程式的書寫，硝態廢水的處理，反應原理的描述等，對學生的思維能力、分析能力、語言表達能力、看圖讀取信息的能力要求較高，難度中等。2．（2022?巴宜區校級四模）工業上制二甲醚是在一定溫度（230～280℃）、壓強（2.0～10.0MPa）和催化劑作用下進行的，反應器中發生了下列反應：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1＝﹣90.7kJ?mol﹣1①2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2＝﹣23.5kJ?mol﹣1②CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3＝﹣41.2kJ?mol﹣1③反應器中的總反應可表示為3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g），計算該反應的△H＝﹣246.1kJ?mol﹣1。【答案】﹣246.1kJ?mol﹣1。【分析】由反應①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＝﹣90.7kJ?mol﹣1，②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H＝﹣23.5kJ?mol﹣1，③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＝﹣41.2kJ?mol﹣1，將①×2+②+③得3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）根據蓋斯定律可計算反應的△H。【解答】解：已知：①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＝﹣90.7kJ/mol，②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H＝﹣23.5kJ/mol，③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＝﹣41.2kJ/mol，由蓋斯定律可知，①×2+②+③得3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H＝2×（﹣90.7kJ/mol）+（﹣23.5kJ/mol）+（﹣41.2kJ/mol）＝﹣246.1kJ/mol，故答案為：﹣246.1kJ?mol﹣1。【點評】本題考查學生蓋斯定律的應用知識，注意知識的歸納和梳理是解題的關鍵，難度中等。3．（2022?巴宜區校級四模）采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術，在含能材料、醫藥等工業中得到廣泛應用。已知：2N2O5（g）＝2N2O4（g）+O2（g）ΔH1＝?4.4kJ?mol﹣12NO2（g）＝N2O4（g）ΔH2＝?55.3kJ?mol﹣1則反應N2O5（g）＝2NO2（g）+O2（g）的ΔH＝+53.1kJ?mol﹣1。【答案】+53.1。【分析】已知：ⅰ、2N2O5（g）＝2N2O4（g）+O2（g）△H1＝﹣4.4kJ/molⅱ、2NO2（g）＝N2O4（g）△H2＝﹣55.3kJ/mol根據蓋斯定律可知ⅰ÷2﹣ⅱ即得到N2O5（g）＝2NO2（g）+O2（g），據此計算△H的值；【解答】解：已知：ⅰ、2N2O5（g）＝2N2O4（g）+O2（g）△H1＝﹣4.4kJ/mol，ⅱ、2NO2（g）＝N2O4（g）△H2＝﹣55.3kJ/mol，根據蓋斯定律可知ⅰ÷2﹣ⅱ即得到N2O5（g）＝2NO2（g）+O2（g）△H＝+53.1kJ/mol，故答案為：+53.1。【點評】本題主要是考查化學反應中蓋斯定律的應用：計算焓變，注意知識的靈活應用是關鍵，難度不大。4．（2022?巴宜區校級四模）載人航天器中，可通過如下反應將航天員呼出的CO2轉化為H2O，再通過電解H2O獲得O2。已知：①CO2（g）+4H2（g）＝CH4（g）+2H2O（l）ΔH＝﹣252.9kJ/mol②2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）ΔH＝+571.6kJ/mol則CH4（g）和O2（g）反應生成CO2（g）和H2O（l）的熱化學方程式為CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H＝﹣890.3kJ/mol。【答案】CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H＝﹣890.3kJ/mol。【分析】已知①CO2（g）+4H2（g）＝CH4（g）+2H2O（l）ΔH＝﹣252.9kJ/mol、②2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）ΔH＝+571.6kJ/mol，根據蓋斯定律，﹣①﹣②×2得CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l），以此計算其焓變并書寫熱化學方程式。【解答】解：已知：①CO2（g）+4H2（g）═CH4（g）+2H2O（l）△H＝﹣252.9kJ/mol、②2H2O（l）═2H2（g）+O2（g）△H＝+571.6kkJ/mol，根據蓋斯定律，﹣①﹣②×2得：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H＝﹣（252.9kJ/mol）﹣2×（+571.6kJ/mol）＝﹣890.3kJ/mol，故答案為：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H＝﹣890.3kJ/mol。【點評】本題考查蓋斯定律的應用，為高頻考點，明確蓋斯定律的內容為解答關鍵，注意掌握熱化學方程式的書寫原則，題目難度不大。5．（2022?福建模擬）NO是空氣污染物之一，以硫酸鋰溶液為電解質，泡沫Cu為陰極，利用電化學裝置實現NO的消除，陰極反應的模擬能量變化如圖。從反應速率角度推斷NO最終還原產物主要為NH3，陰極的主要電極反應式為NO+4H2O+5e﹣＝NH3+5OH﹣。【答案】NH3；NO+4H2O+5e﹣＝NH3+5OH﹣。【分析】反應所需活化能降低，反應越容易進行，反應速率越快；陰極上NO得電子被還原為NH3。【解答】解：反應所需活化能降低，反應越容易進行，反應速率越快，根據圖知，生成NH3所需活化能最小，則生成NH3反應速率最快，即NO最終還原產物主要是NH3；陰極上NO得電子被還原為NH3，電極反應式為NO+4H2O+5e﹣＝NH3+5OH﹣，故答案為：NH3；NO+4H2O+5e﹣＝NH3+5OH﹣。【點評】本題考查電極反應式的書寫、反應歷程，側重考查圖片分析判斷、基礎知識的掌握和靈活運用能力，明確活化能與反應速率的關系并正確判斷陰極上發生的反應是解本題關鍵，題目難度不大。6．（2022?福建模擬）NO在醫藥化工行業有著十分重要的應用，工業上主要采用氨催化氧化法生產NO：主反應：4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H1副反應：4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）△H2＝﹣1265kJ?mol﹣1（1）N2（g）+O2（g）＝2NO（g）ΔH＝+180kJ?mol﹣1，則△H1＝﹣905kJ?mol﹣1。（2）在不同的氨初始含量下，催化劑表面的反應速率與溫度的關系如圖。由圖知，生產NO的最佳條件為B。A.氨含量20%、反應溫度650℃B.氨含量40%、反應溫度750℃C.氨含量80%、反應溫度1150℃D.氨含量20%、反應溫度750℃（3）在某種氨初始含量下，溫度升高一段時間后，體系中減小，可能的原因是升高溫度，催化劑對主反應選擇性降低，對副反應活性提高；升高溫度，主反應逆向移動程度更大。。【答案】（1）﹣905；（2）B；（3）升高溫度，催化劑對主反應選擇性降低，對副反應活性提高；升高溫度，主反應逆向移動程度更大。【分析】（1）根據蓋斯定律：（主反應﹣副反應）得N2（g）+O2（g）＝2NO（g），則ΔH1＝2ΔH+ΔH2；（2）根據圖中信息，比較各選項條件下NO的生成速率即可得出結論；（3）催化劑具有選擇性，升高溫度，催化劑對主反應的選擇性降低，再結合主反應和副反應都是放熱反應，升高溫度，平衡都逆向移動分析。【解答】解：（1）根據蓋斯定律：（主反應﹣副反應）得N2（g）+O2（g）＝2NO（g），則ΔH1＝2ΔH+ΔH2＝（180×2﹣1265）kJ/mol＝﹣905kJ/mol，故答案為：﹣905；（2）由圖可知，氨含量40%、反應溫度750℃時生產NO的速率快于其它選項的條件，故答案為：B；（3）催化劑具有選擇性，升高溫度，催化劑對主反應的選擇性降低，對副反應活性提高；主反應和副反應都是放熱反應，升高溫度，平衡都逆向移動，且主反應逆向移動程度更大，所以體系中減小，故答案為：升高溫度，催化劑對主反應選擇性降低，對副反應活性提高；升高溫度，主反應逆向移動程度更大。【點評】本題考查反應熱與焓變，為高頻考點，把握反應中能量變化、蓋斯定律以及勒夏特列原理為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度不大。7．（2022?丘北縣校級模擬）甲烷作為一種新能源在化學領域應用廣泛，請回答下列問題：（1）高爐冶鐵過程中，甲烷在催化反應室中產生水煤氣（CO和H2）還原氧化鐵，有關反應為：CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）ΔH＝+260kJ?mol﹣1已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）ΔH＝﹣566kJ?mol﹣1則CH4與O2反應生成CO和H2的熱化學方程式為2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）ΔH＝﹣46kJ?mol﹣1；（2）如圖所示，裝置Ⅰ為甲烷燃料電池（電解質溶液為KOH溶液），通過裝置Ⅱ實現鐵棒上鍍銅．①a處應通入CH4（填“CH4”或“O2”），b處電極上發生的電極反應式是O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣；②電鍍結束后，裝置Ⅰ中KOH溶液的濃度變小（填寫“變大”“變小”或“不變”，下同），裝置Ⅱ中Cu2+的物質的量濃度不變；③電鍍結束后，裝置Ⅰ溶液中的陰離子除了OH﹣以外還含有CO32﹣；④在此過程中若完全反應，裝置Ⅱ中陰極質量變化12.8g，則裝置Ⅰ中理論上消耗氧氣2.24L（標準狀況下）．【答案】見試題解答內容【分析】（1）已知CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）ΔH＝+260kJ?mol﹣1①，2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）ΔH＝﹣566kJ?mol﹣1②，將方程式2×①+②可得CH4與O2反應生成CO和H2的熱化學方程式；（2）①II中首先鍍銅，則Cu作陽極、Fe作陰極，I中a處電極為負極、b處電極為正極，負極上通入燃料、正極上通入氧化劑；正極發生還原反應，氧氣得電子被還原；②根據I中氫氧根離子濃度變化確定溶液pH變化；II中發生電鍍，陽極上溶解的銅質量等于陰極上析出銅的質量；③I中還有碳酸根離子生成；④根據轉移電子相等計算消失氧氣的體積．【解答】解：（1）CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）ΔH＝+260kJ?mol﹣1①，2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）ΔH＝﹣566kJ?mol﹣1②，將方程式2×①+②得2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）ΔH＝﹣46kJ?mol﹣1，故答案為：2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）ΔH＝﹣46kJ?mol﹣1；（2）①II中首先鍍銅，則Cu作陽極、Fe作陰極，I中a處電極為負極、b處電極為正極，負極上通入燃料、正極上通入氧化劑，所以a處通入的氣體是甲烷；甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，電極反應為CH4+10OH﹣﹣8e﹣＝CO32﹣+7H2O，b處通入氧氣，電極上發生的電極反應式是O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，故答案為：CH4；O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣；②根據I中電池反應為CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2O，KOH參加反應導致溶液中KOH濃度降低，則溶液的pH減小；II中發生電鍍，陽極上溶解的銅質量等于陰極上析出銅的質量，則溶液中銅離子濃度不變，故答案為：變小；不變；③I中負極反應為CH4+10OH﹣﹣8e﹣＝CO32﹣+7H2O，所以還有CO32﹣離子生成，故答案為：CO32﹣；④裝置Ⅱ中陰極質量變化12.8g，n（Cu）＝＝0.2mol，則轉移0.4mol電子，串聯電路中轉移電子相等，由O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，可知消耗0.1mol氧氣，體積為2.24L，故答案為：2.24．【點評】本題考查了蓋斯定律、原電池和電解池原理，根據電解池中Cu、Fe電極上發生的反應確定燃料電池中正負極及電極上通入的氣體，再結合轉移電子相等計算，難點是電極反應式的書寫．8．（2023?南昌縣校級模擬）黃銅礦（CuFeS2）為主要原料的煉銅方法有火法煉銅、氧化浸出、生物浸出、配位浸出、電化學浸出法等。Ⅰ．火法煉銅：8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2ΔH＜0。（1）反應中被氧化的元素是Fe、S（填元素符號）。（2）實際生產是在沸騰爐中進行，反應溫度為600～620℃。控制反應溫度的方法控制加CuFeS2的速度。（3）冶煉過程中產生大量SO2，下列處理方案中合理的是BC（填字母）。A．高空排放B．制備硫酸C．用純堿溶液吸收制Na2SO3D．用濃硫酸吸收Ⅱ．氧化浸出：在硫酸介質中用雙氧水將黃銅礦氧化，測得有生成。（4）配平該反應方程式：2CuFeS2+17H2O2+2H+═2Cu2++2Fe3++4+18H2O。（5）該反應在25～50℃下進行，實際生產中雙氧水的消耗量要遠遠高于理論值，除溫度較高雙氧水分解之外，還可能的原因是生成產物Cu2+，Fe3+催化H2O2分解。Ⅲ．生物浸出：在反應釜中加入黃銅礦、硫酸鐵、硫酸和微生物，并鼓入空氣，黃銅礦逐漸溶解，反應釜中各物質的轉化關系如圖所示。（6）在微生物的作用下，可以循環使用的物質有Fe2（SO4）3，H2SO4（填化學式）。（7）假如黃銅礦中的鐵元素最終全部轉化為Fe3+，當有2生成時，理論上消耗O2的物質的量為4.25mol。【答案】（1）Fe、S；（2）控制加CuFeS2的速度；（3）BC；（4）2；17；2；2；2；4；18；（5）生成產物Cu2+，Fe3+催化H2O2分解；（6）Fe2（SO4）3，H2SO4；（7）4.25mol。【分析】（1）CuFeS2中化合價：Cu為+2，Fe為+2，S為﹣2，物質被氧化，化合價升高；（2）火法煉銅是放熱反應，在實際生產中，可控制加CuFeS2的速度達到控制反應溫度的效果；（3）A．會對環境造成污染，B、C是對二氧化硫的廢物再利用，D．濃硫酸不能吸收二氧化硫；（4）CuFeS2轉化成Fe3+、，化合價升高的元素有：Fe、S，H2O2轉化成H2O，化合價降低的元素有：O，根據得失電子守恒，用雙劍橋和質量守恒定律方法配平；（5）雙氧水的消耗量要遠遠高于理論值，說明產物中有物質繼續分解過氧化氫；（6）由圖可知：Fe2（SO4）3、H2SO4是中間產物；（7）Fe元素最終生成Fe3+，S元素轉化為，當有2mol生成時，失去電子共17mol。【解答】解：（1）CuFeS2中化合價：Cu為+2，Fe為+2，S為﹣2，物質被氧化，化合價升高，生成物Fe2O3中Fe為+3，SO2中S為+4，則被氧化的元素是：Fe、S，故答案為：Fe、S；（2）火法煉銅是放熱反應，在實際生產中，可控制加CuFeS2的速度達到控制反應溫度的效果，故答案為：控制加CuFeS2的速度；（3）A．會對環境造成污染，B、C是對二氧化硫的廢物再利用，D．濃硫酸不能吸收二氧化硫，故答案為：BC；（4）CuFeS2轉化成Fe3+、，化合價升高的元素有：Fe、S，H2O2轉化成H2O，化合價降低的元素有：O，根據得失電子守恒，用雙劍橋和質量守恒定律方法配平，化學方程式為：2CuFeS2+17H2O2+2H+＝2Cu2++2Fe3++4+18H2O，故答案為：2；17；2；2；2；4；18；（5）雙氧水的消耗量要遠遠高于理論值，說明產物中有物質繼續分解過氧化氫，故答案為：生成產物Cu2+，Fe3+催化H2O2分解；（6）由圖可知：Fe2（SO4）3、H2SO4是中間產物，可循環利用，故答案為：Fe2（SO4）3，H2SO4；（7）Fe元素最終生成Fe3+，S元素轉化為，當有2mol生成時，失去電子共17mol，消耗O2的物質的量為mol＝4.25mol，故答案為：4.25mol。【點評】本題考查考查較為綜合，涉及氧化還原的配平、物質的制備等問題，側重于考查學生綜合運用化學知識的能力，為高考常見題型，難度中等。9．（2021?山東模擬）氮氧化物、二氧化硫是造成大氣污染的主要物質，某科研小組進行如下研究。寫出SO2（g）與NO2（g）反應生成SO3（g）和NO（g）的熱化學方程式SO2（g）+NO2（g）＝SO3（g）+NO（g）△H＝﹣41.8kJ/mol。【答案】SO2（g）+NO2（g）＝SO3（g）+NO（g）△H＝﹣41.8kJ/mol【分析】由圖可得反應①：2NO（g）+O2（g）＝2NO2（g）△H1＝﹣113.0kJ/mol，反應②2SO2（g）+O2（g）＝2SO3（g）△H2＝﹣196.6kJ/mol，根據蓋斯定律將可得：SO2（g）+NO2（g）＝SO3（g）+NO（g）△H，則△H＝，將數據帶入計算即可。【解答】解：由圖可得反應①：2NO（g）+O2（g）＝2NO2（g）△H1＝﹣113.0kJ/mol，反應②2SO2（g）+O2（g）＝2SO3（g）△H2＝﹣196.6kJ/mol，根據蓋斯定律將可得：SO2（g）+NO2（g）＝SO3（g）+NO（g）△H，則△H＝＝kJ/mol＝﹣41.8kJ/mol，所以SO2（g）與NO2（g）反應生成SO3（g）和NO（g）的熱化學方程式為：SO2（g）+NO2（g）＝SO3（g）+NO（g）△H＝﹣41.8kJ/mol，故答案為：SO2（g）+NO2（g）＝SO3（g）+NO（g）△H＝﹣41.8kJ/mol。【點評】本題主要考查熱化學方程式的書寫，蓋斯定律的應用，同時考查學生的看圖、讀圖的能力，屬于基本知識，基礎題型，難度不大。10．（2021?長沙模擬）含氮化合物廣泛存在于自然界，是一類常見的化合物。（1）汽車尾氣是城市主要空氣污染物，汽車內燃機工作時發生反應：N2（g）+O2（g）?2NO（g），是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一。已知H2或CO可以催化還原NO以達到消除污染的目的。N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H＝+180.5kJ?mol﹣12H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H＝﹣571.6kJ?mol﹣1寫出H2（g）與NO（g）反應生成N2（g）和H2O的熱化學方程式是2H2（g）+2NO（g）＝N2（g）+2H2O（l）△H＝﹣752.1kJ/mol，判斷該反應自發進行的條件：低溫自發。（填“高溫自發”或“低溫自發”）（2）已知當質量一定時，增大固體催化劑的表面積可提高化學反應速率。如圖一表示在其他條件不變時，反應2NO（g）+2CO（g）?2CO2（g）+N2（g）中NO的濃度c（NO）隨溫度（T）、催化劑表面積（S）和時間（t）的變化曲線。①則該反應△H＜0。（填“＞”或“＜”）②若催化劑的表面積S1＞S2，在該圖中畫出c（NO）在T1、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線。（3）尿素是一種重要的化工原料，工業上可用氨和二氧化碳來合成尿素：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H＜0，一定條件下，往10L恒容密閉容器中充入2molNH3和1molCO2。①該反應10min后達到平衡，測得容器中氣體密度為4.8g?L﹣1，平衡常數K＝100L2/mol2。②達到平衡后，再往容器中加入2molNH3和1molCO2，則達到新平衡時反應物NH3的轉化率增大。（填“增大”、“減小”或“不變”）（4）N2O5是一種新型綠色硝化劑，其制備可以采用電解法。圖二是硼氫化鈉燃料電池，圖三是電解制備N2O5裝置。則電極a應連接電極d（填c或d），寫出電極a的反應BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣＝BO2﹣+6H2O。【答案】（1）2H2（g）+2NO（g）＝N2（g）+2H2O（l）△H＝﹣752.1kJ/mol；低溫自發；（2）①＜；②；（3）①100L2/mol2；②增大；（4）d；BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣＝BO2﹣+6H2