9．(16分)(1)已知4g甲烷气体充分燃烧生成CO ₂(g)和H₂O(l)时，放出Q kJ的热量．甲烷燃烧的热化学方程式为_____________________________________________．

(2)我国自行研制的优质磷酸二氢钾(KDP)晶体被应用于大功率固体激光器中．反应方程式为H₃PO₄(aq)+KCl(aq) KH₂PO₄(aq)+HCl(aq)，当反应时间不同时，产品产率和产品中Cl^‑含量变化情况如图所示．KDP晶体的一级品标准：Cl^－质量分数低于0.2%．

由图中可知，当反应进行到约　　　　　 min时，KDP晶体达到一级品标准，此时的产品产率约为　　　　 ．

(3)如图在一定条件下，将1mol N₂与3mol H₂混合于一个10L密闭容器中，反应达到A平衡时，混合气体中氨体积分数为25%，试回答：

①N₂的转化率α_A为　　　　　　 ．

②在状态A时，平衡常数K_A=　　　　　　　　 (代入数值即可)当温度由T₁变到T₂时，K_A　 　　　　　K_B(填“＞”、“＜”或“＝”)

(4)25℃时，Ksp[Mg(OH)₂]＝5.61×10^－12，Ksp[MgF₂]＝7.42×10^－11．下列说法正确的是　　　　　　

A．25℃时，饱和Mg(OH)₂溶液与饱和MgF₂溶液相比， c(Mg²⁺)一样大

B．25℃时，在Mg(OH)₂的悬浊液中加入少量的NH₄Cl固体，c(Mg²⁺)减小

C．25℃时，Mg(OH)₂固体在20mL0.01mol·L^－1氨水中的Ksp和在20mL0.01 mol·L^－1

NH₄Cl溶液中的Ksp相等

D．25℃时，在Mg(OH)₂悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)₂可能转化为MgF₂

E．25℃时，某饱和Mg(OH)₂溶液中c(Mg²⁺)=0.0561mol·L^－1，则溶液的pH=9

8．(共15分)

(1)① I　 (2分) ② ＜　 ③ 80%　　　 (各2分)

(2) 442.8 kJ(3分)

(3)① O₂ + 2H₂O + 4e^- =　 4OH^-　　　　 (3分)

② 2CH₃OH + 3O₂ + 4OH^- = 2CO₃^2- + 6H₂O　　　　　　 (3分)

8．(15分) 能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

　　 反应I：　 CO(g) + 2H₂(g)　 　CH₃OH(g)　 ΔH₁

　　 反应II： CO₂(g) + 3H₂(g) 　CH₃OH(g)　 +　 H₂O(g)　 ΔH₂

　　 ① 上述反应符合“原子经济”原则的是　 　　(填“I”或“Ⅱ”)。

　　 ② 下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)。

由表中数据判断ΔH₁ 　　　0 (填“＞”、“＝”或“＜”)。　　　

　　 ③ 某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝ 0.2 mol／L，则CO的转化率为 　　　　。

(2)已知在常温常压下：

① 2CH₃OH(l) + 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) + 4H₂O(g)　 ΔH ＝ －1275.6 kJ／mol

② 2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)　 ΔH ＝ －566.0 kJ／mol

③ H₂O(g) ＝ H₂O(l)　 ΔH ＝ －44.0 kJ／mol

请计算1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水放出的热量为　　　　　　　　

(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，

设计如右图所示的电池装置。

①　　 该电池正极的电极反应为

　　　 　　　　　　　　　　　。

② 工作一段时间后，测得溶液的

pH减小，该电池总反应的化学方程式为

　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。

7．(14分)(1)-246.1 kJ·mol^-1(3分，未写单位扣1分)；因为这些反应均为放热反应，随着反应的进行，反应器内温度必升高。而温度升高，化学平衡向左移动，同时，温度不断升高，催化剂的活性将降低，均不利于二甲醚的合成。(2分，只写出温度对平衡移动的影响而未指出温度对催化剂活性影响的扣1分)

(2)B、D(2分，错选1个扣1分)

(3)①正(2分)，②CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺(3分，二甲醚写分子式不扣分)，③7.2(2分)

7.(14分)DME(二甲醚、CH₃OCH₃)是一种重要的清洁能源，可作为柴油的理想替代燃料和民用燃料，被誉为“二十一世纪的新能源”。另外，二甲醚还被广泛用作致冷剂、气雾剂以及有机化工中间体。

(1)工业上一步法制二甲醚的生产流程如下：

在一定的温度(230-280⁰C)、压强(2-10MPa)和催化剂作用下，反应器中进行下列一些反应：

　 CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)　 △H= -90.7kJ·mol^-1

　 2CH₃OH(g) CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) △H= -23.5kJ·mol^-1

CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g) △H= -41.2kJ·mol^-1

①反应器中总反应式可表示为：3CO(g)+3H₂(g)CH₃OCH₃(g)+CO₂(g)，则该反应的△H = 　　▲　 　。

②在生产过程中反应器必须要进行换热，以保证反应器的温度控制在230-280⁰C，其原因是　 ▲　 。

(2)CO₂是大气中含量最高的一种温室气体，控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径。目前，由CO₂来合成二甲醚已取得了较大的进展，其化学反应是：2CO₂(g)+6H₂(g)CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g) △H＞0。判断该反应在一定条件下，体积恒定的密闭容器中是否达到化学平衡状态的依据是　 ▲　 。

A．容器中密度不变　　　　　 B．容器内压强保持不变

C．v(CO₂)︰v(H₂)=1︰3　　　 D．单位时间内消耗2molCO₂，同时消耗1mol二甲醚

(3)右图为二甲醚燃料电池的工作原理示意图。请回答下列问题：

①A电极是　 ▲　 极。

②B电极上发生的电极反应式是 　　▲　 　。

③若燃料电池中通入二甲醚(沸点为-24.9 ℃)的速率为1.12L/min(标准状况)，以该燃料电池作为电源电解2 mol·L^-1CuSO₄溶液500mL，则通电30秒钟后理论上在阴极可析出金属铜 　　▲　 g(假设整个过程中，能量利用率为75%)。

6. (14分)(1)① 温度(1分)　　 ② b　 (1分)

(2)① 0.13mol•(L•min) ^-1(2分)　 ② 放(1分)　 K=0.17(2分)

③ b=2a(1分)，a>1(或使用合适的催化剂)(1分)

　(3)c、d　 (2分)

(4)正　 (1分)　 CH₃ OH －6 e^－ + 8 OH^－ === CO₃^2－ + 6 H₂O (2分)

6、(14分)煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。

(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：

C(s)+H₂O(g)　　　 CO(g)+H₂(g)　 ΔH=+131.3 kJ•mol^-1，

①该反应能否自发进行与　　　　　　 　有关；

②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是　 　　　　　　　(填字母，下同)。　

a．容器中的压强不变　　

　b．1 mol H-H键断裂的同时断裂2 molH-O键

c． c(CO)=c(H₂)

(2)将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应

　CO(g)+H₂O(g)　　　 CO₂(g)+H₂(g)，得到如下三组数据：

①实验1中以v(CO₂) 表示的反应速率为　　　　　　 　。(取小数二位，下同)

②该反应为 　　　　(填“吸”或“放”)热反应，实验2条件下平衡常数K=_______.

③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等)，且t<3min，则a、b应满足的关系是　　　　　　　　　　　 　(用含a、b的数学式表示)。

(3)目前工业上有一种方法是用CO₂来生产甲醇。一定条件下发生反应：

CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ，右下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ•mol^-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，下列措施中能使c (CH₃OH)增大的是___________。

a．升高温度　　　

b．充入He(g)，使体系压强增大

c．将H₂O(g)从体系中分离出来　　

d．再充入1mol CO₂和3mol H₂

(4)利用甲醇设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液作电解质溶液，多孔石墨做电极,采用铂或碳化钨作为电极催化剂。则通入氧气的电极应为　　　 极(填写“正”或“负”)， 放入甲醇的电极上发生的电极反应是　　　　　　　　　　　　

5.(13分)(1)8Al+3Fe₃O₄4Al₂O₃+9Fe　(2分)

(2)①煮沸　(1分)

②负　(1分)　生成白色沉淀　(1分)

Fe－2e^－+2OH^－===Fe(OH)₂ ↓　(2分)

③4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O===4Fe(OH)₃　(3分)

(3)Fe_aO_b　(3分)

[解析](1)R为Fe，Fe在X(O₂)中燃烧生成甲(Fe₃O₄)，Fe₃O₄在高温下与Al发生铝热反应生成Fe和Al₂O₃：8Al + 3Fe₃O₄4Al₂O₃+ 9Fe。

(2)①由于Fe(OH)₂易被O₂氧化，所以配制NaCl、NaOH混合液中需通过加热煮沸的方法除去溶解在溶液中的O₂。

②R与电源正极相连，失去电子产生Fe²⁺，所以石墨应连接电源的负极。Fe失去电子生成的Fe²⁺与溶液中的OH^―反应生成白色的Fe(OH)₂沉淀，其电极反应为：Fe－2e^－+2OH^―===Fe(OH)₂↓。

③Fe(OH)₂被空气中的O₂氧化生成红褐色的Fe(OH)₃：4Fe(OH)₂+ O₂+2H₂O===4Fe(OH)₃↓。

(3)R的氧化物与Al发生铝热反应后生成的Fe与盐酸反应产生H₂(假设为a mol)，等量的R的氧化物和Al粉混合物与NaOH溶液反应时，Al与NaOH溶液反应产生H₂(假设为b mol)。根据Fe-H₂，Al-1.5H₂，Al-1.5O，可得R中含有a mol Fe，b mol O，故R的化学式为Fe_aO_b。

5.(13分)M、R都是生活中常见的金属单质，其中R是用量最多的金属。甲、乙是化合物，其中甲是黑色晶体，可由R在X中燃烧得到。

(1)M与甲在高温下反应的化学方程式是　　　　

(2)电解法制R低价氢氧化物的装置如图。a是4 mol·L^－1NaCl、

1 mol·L^－1NaOH的混合溶液。

①配制a时需要除去蒸馏水中溶解的O₂，常采用　　的方法。

②石墨电极应与电源的　　(填“正”或“负”)极相连接，通电后，R电极附近的现象是　　，R极的电极反应式是　。

③停止实验一段时间后，在R极上部有红褐色物质产生，反应的化学方程式是　　　。

(3)把R的某氧化物粉末与M粉末混合后分成两等份。一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应；另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应。前后两种情况下生成的气体质量比是a∶b，则R的氧化物的化学式是　　。

4．(16分)：每空2分

　 (1)226.3kJ

　 (2)①低于　 ②c　 ③n/3；2.08

　 (3)①0.00592mol·L^-1·s^-1　　　　 ②H₂+CO－2e^－=CO₂+H₂O

阳极：N₂O₄+2HNO₃－2e^－=2N_­2O₃+2H⁺