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⁺

4．(16分)利用N₂和H₂可以实现NH₃的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题：

　 (1)已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)　　　　　　　 △H=+180.5kJ/mol

　 　　　　　　N₂(g)+3H₂(g)　　　 2NH₃(g) △H=－92.4kJ/mol

　　　　　　　 2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) 　　　　　 △H=－483.6kJ/mol

　　　　 若有17g氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为　　　　　　　　　 。

　 (2)某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氧气的

物质的量对N₂(g)+3H₂(g)　　 2NH₃(g)反应的影响。

　　　 　 实验结果如图所示：

　　　 (图中T表示温度，n表示物质的量)

　　　　　　　 ①图像中T₂和T₁的关系是：T₂　　　　 T₂(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)

　　　　　　　 ②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最高的是　　　　 (填字母)。

　　　　　　　 ③在起始体系中加入N₂的物质的量为　　　　　 mol时，反应后氨的百分含量最大。若容器容积为H，n=3mol反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则此条件下(T₂)，反应的平衡常数K=　　　　　　　　 。

　 (3)N₂O₃是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。

　　　　　　　 ①一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₃可发生下列反应：

　　　　　　　 2N₂O₃　　　 4NO₂(g) △H>0下表为反应在T₁温度下的部分实验数据

　　　 　　 ②现以H₂、O₂、熔融盐Na₂CO₃组成的燃料电池，采用电解法制备N₂O₃，装置如图所示，其中Y为CO₂。

　　　 　 写出石墨I电极上发生反应的电极反应式　　　　　　　　　　　　　　　 。

　　　 　 在电解池中生成N₂O₃的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　 。

3．(14分)

(1)a　 c　 ………………………………………………………………2分

(2)2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O　 ………………………………3分

(3)10KOH + 3Cl₂ + 2Fe(OH)₃ == 2K₂FeO₄ + 6KCl + 8H₂O ………………3分

(4)Fe(OH)₃－3e^－+5OH^－＝FeO₄^2－+4H₂O　 …………………………3分

1　 　……………………………………………………………3分

3．(14分)E和M均为生活中常见的金属元素。现有如下反应关系：

(1)反应①的反应类型是____________________(填序号)。

　　　 a.氧化还原反应　 b.复分解反应　　 c.置换反应

(2)Y的溶液可使KSCN溶液显红色。反应②的离子方程式是____________________。

(3)K₂EO₄为高效绿色净水剂，可通过反应③制得。反应③的化学方程式是

____________________。

(4)用K₂EO₄和Zn作原料的电池是一种新型可充电电池，该电池长时间保持稳定的放电电压。其总反应可写成：3Zn+2K₂EO₄+8H₂O3Zn(OH)₂+2E(OH)₃+4KOH，则充电时的阳极反应是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。放电时消耗32.5 g Zn时转移　　　 mol电子。

2．(每空2分，共12分)

　 (1)NO+Al+H₂O→Al(OH)₃+N₂+OH^－　　 5：3

　 (2)2H₂O+O₂+4e^－=4OH^－

铂性质稳定不与氧气反应，网状结构可以增大与氧气的接触面积。

　 (3)2Al(s)+Fe₂O₃(s)=2Fe(s)=2Fe(s)+Al₂O₃(s)　 △H=－593.1kJ/mol

　 (4)2.016

2．(12分)(1)环境专家认为可以用金属铝将水体中的NO转化为N₂，从而清除污染。该反应中涉及的粒子有：H₂O、Al、OH、Al(OH)₃、NO、N₂，请将各粒子分别填入以下空格内(不用配平)。

　　　　　　 +　　　　　　 +　　　　　　　　　　　　　　 +　　　　 +　　　　　

　　　 该反应过程中，被氧化与被还原的元素的物质的量之比为　　　　　　 。

　 (2)我国首创的海洋电池以海水为电解质溶液，电池总反应为：4Al+3O₂+6H₂O=

4Al(OH)₃。电池正极的电极反应式为　　　　　 ；正极材料采用了铂网，利用铂网为正极的优点是　　　　 。

　 (3)已知：4Al(s)+3O₂(g)=2Al₂O₃(g)　 △H=－2834.9kJ/mol

Fe₂O₃(s)+C(s)= CO₂(g)+2Fe(s)　 △H=234.1kJ/mol

C(s)+O₂(g)=CO₂(g)　 △H=－393.5kJ/mol

　　　　　　　 写出铝与氧化铁发生铝热反应的热化学方程式　　　　　　　 。

　 　 (4)将一定质量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20mol，pH=14的溶液，然后2mol/L盐酸滴定，可得沉淀质量与消耗的盐酸体积关系如下图：

1．(每空2分，共12分)

　 (1)2周期VA族

　 (2)3Cu+8H⁺+2NO^-₃=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；NaNO₂

　 (3)-173.4kJ·mol^-1；ab

　 (4)1:3