化剂，因而有气泡出现，且溶液变为棕黄色；由于上述反应放热，温度升高，H2O2反应生
＋
成水，起到了稀释作用，增大了溶液的pH，这些因素都能使水解平衡Fe3＋3H2OFe(OH)3＋3H正向移动，因此能生成红褐色沉淀。
27．D3 D4 F2 G2[2016·全国卷Ⅲ] 煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题： (1)NaClO2的化学名称为________。
(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度
－－
为5×103mol·L1 。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
离子 c/(mol·L1) －＋
SO24 －SO23 －－NO3 －－8.35×104 NO2 1.2×105 －－6.87×106 Cl 3.4×103 －－离子 c/(mol·L1) －1.5×104 － ①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式______________________________________________。增加压强，NO的转化率________(填“提高”“不变”或“降低”)。
②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐______(填“增大”“不变”或“减小”)。
③由实验结果可知，脱硫反应速率________脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是______________________。
(3)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图0－0所示。
图0－0
①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均________(填“增大”“不变”或“减小”)。
－－－2－
②反应ClO2＋2SO23===2SO4＋Cl的平衡常数K表达式为____________。 (4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是________________________________________。
②已知下列反应：
－－
SO2(g)＋2OH(aq)===SO23(aq)＋H2O(l) ΔH1
－－－2－
ClO(aq)＋SO23(aq)===SO4(aq)＋Cl(aq) ΔH2
＋－
CaSO4(s)===Ca2(aq)＋SO24(aq) ΔH3
＋－－－
则反应SO2(g)＋Ca2(aq)＋ClO(aq)＋2OH(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl(aq)的ΔH＝
________。
27．(1)亚氯酸钠
(2)①4NO＋3ClO2＋4OH===4NO3＋2H2O＋3Cl 提高 ②减小
③大于 NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 (3)①减小
c2（SO2c（Cl）4）·②2 －2－c（SO3）·c（ClO2）
－
－
－
－
－
－
(4)①形成CaSO4沉淀，促使平衡向产物方向移动，SO2的转化率提高 ②ΔH1＋ΔH2－ΔH3
[解析] (1)NaClO2中Cl为＋3价，其酸根对应含氧酸HClO2为亚氯酸，故其名称为亚氯
－－－－
酸钠。(2)①NaClO2溶液脱硝过程，ClO2转化为Cl，NO主要转化为NO3，则有4NO＋3ClO2
－－－
＋4OH===4NO3＋2H2O＋3Cl。增加压强，反应正向进行，NO的转化率提高。②根据脱硫、脱硝反应，随着吸收反应的进行，吸收剂溶液由NaClO2溶液转化为NaCl、NaNO3、
－－
Na2SO4的混合溶液，pH减小。③由实验结果可知，SO24浓度大于NO3浓度，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率，原因还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。(3)①由图可知，反应温度升高，SO2和NO的－lgpc都减小，则pc增大，说明平衡向逆反应方向进
－－－2－
行，故平衡常数减小。②反应ClO2＋2SO23===2SO4＋Cl的平衡常数K＝c2（SO2c（Cl）4）·
。(4)①Ca(ClO)2替代NaClO2进行烟气脱硫，Ca(ClO)2与SO2反应，－－
c2（SO2c（ClO2）3）·
－
－
生成CaSO4沉淀，平衡向产物方向移动，SO2转化率提高。②根据盖斯定律，由第一个反应
＋－－
＋第二反应－第三个反应，可得SO2(g)＋Ca2(aq)＋ClO(aq)＋2OH(aq)===CaSO4(s)＋
－
H2O(l)＋Cl(aq)，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。
10．F2、F3、F4、F5、G2[2016·天津卷] 氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：
(1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是____________________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：________________________________。
(2)氢气可用于制备H2O2。
已知：H2(g)＋A(l)===B(l) ΔH1 O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l) ΔH2
其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。
(3)在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是________。 a．容器内气体压强保持不变 b．吸收y mol H2只需1 mol MHx c．若降温，该反应的平衡常数增大
d．若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)>v(吸氢)
(4)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为__________________。
(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH=====FeO24＋3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附
－
－
电解
近生成紫红色FeO24，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。
－
－
图0－0
①电解一段时间后，c(OH)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。 ②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为________________________________________。
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：________________________。
－
10．(1)污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高(任写其中2个) H2＋2OH－2e===2H2O
(2)＜ (3)ac
(4)光能转化为化学能 (5)①阳极室
②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低
－－
③M点：c(OH)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢 N点：c(OH)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低
[解析] (1)氢气相对于汽油等化石能源，其优点有污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等。
(2)由反应方程式可看出两反应的ΔS均小于0，又因为两个反应均为自发反应，所以两个反应的焓变ΔH1、ΔH2均小于0，由盖斯定律得ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故ΔH<0。
(3)该反应达到平衡状态时气体的量不变(只有氢气为气体)，故压强不变，a正确；由于该反应为可逆反应，反应物不能完全转化，要吸收y mol氢气，需要的MHx的物质的量要大于1 mol，故b错误；平衡常数只与温度有关，该反应为放热反应，降温，平衡右移，平衡常数增大，故c正确；向平衡体系中通入氢气，平衡右移，则v(吸氢)>v(放氢)，故d错误。
(4)利用太阳能分解水制得氢气和氧气，其能量转化形式是光能转化为化学能。
－－－
(5)依据装置及电解原理，其阳极的电极反应式为Fe－6e＋8OH===FeO24＋4H2O，阴
－－－
极的电极反应式为6H2O＋6e===6OH＋3H2↑，故c(OH)在阳极区减小，在阴极区增大；
－
由已知条件可知，若不及时排出H2，H2会还原FeO24使其浓度减小，产率降低。
28．F1、F2、F3、G2、G4[2016·浙江卷] 催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：
－
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－53.7 kJ·mol1 Ⅰ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2 Ⅱ 某实验室控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
－
T(K) 543 543 553 553 催化剂 Cat.1 Cat.2 Cat.1 Cat.2 CO2转化率(%) 12.3 10.9 15.3 12.0 甲醇选择性(%) 42.3 72.7 39.1 71.6 【备注】Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醛的百分比
－－
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为－283.0 kJ·mol1和－285.8 kJ·mol1
－
②H2O(l)===H2O(g) ΔH3＝44.0 kJ·mol1 请回答(不考虑温度对ΔH的影响)：
(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式K＝__________________；反应Ⅱ的ΔH2＝________kJ·mol－1。
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有________。 A．使用催化剂Cat.1 B．使用催化剂Cat.2 C．降低反应温度
D．投料比不变，增加反应物的浓度 E．增大CO2和H2的初始投料比 (3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是__________________________________________________。
(4)在图中分别画出反应Ⅰ在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程－能量”示意图。
图0－0 (5)研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在________极，该电极反应式是______________________________。
c（CH3OH）·c（H2O）
28．(1) ＋41.2 3c（CO2）·c（H2）
(2)CD
(3)表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响
(4)＋
－
(5)阴 CO2＋6H＋6e===CH3OH＋H2O
[解析] (1)根据反应方程式可写出平衡常数的表达式；根据CO、H2的标准燃烧热可得热11－
化学方程式为Ⅲ： CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol1； Ⅳ：H2(g)＋
22O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol1；若设H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol1为
－－
反应Ⅴ，将反应Ⅳ＋Ⅴ－Ⅲ可得反应Ⅱ，故ΔH2＝－285.8 kJ·mol1＋44 kJ·mol1－(－283
－－
kJ·mol1)＝＋41.2 kJ·mol1。(2)根据反应Ⅰ，要提高CO2的转化率，需使得平衡正向移动，而催化剂只能改变反应速率，A、B项错误；该反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，C项正确；该反应的正反应为气体体积减小的反应，反应物浓度同时增大时，相当于增大压强，平衡正向移动，D项正确；增大CO2和H2的投料比时，相当于增大了CO2 的用量，CO2的转化率降低，E项错误。(4)催化剂对平衡移动无影响，故三条曲线的起点和终点相同，但是使用催化剂后能降低反应的活化能，由表格中的数据可知，Cat.2的催化效果更好，即在图像上表现为Cat.2对应曲线在Cat.1的下方。(5)CO2中C的化合价为＋4价，CH3OH中C的化合价为－2价，CO2得电子后生成CH3OH，发生还原反应，为阴极，电解质溶液为酸
－＋
性，所以电极反应式为CO2＋6e＋6H===CH3OH＋H2O。
27．G1、G2、G5、A4、A2[2016·全国卷Ⅱ] 丙烯腈(CH2===CHCN)是一种重要的化工
－
－
原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产。主要副产物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：
(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：
3－
①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g) ΔH＝－515 kJ·mol1
2
②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g) ΔH＝－353 kJ·mol1 两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是______________________________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是____________________________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________________。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 ℃。低于460 ℃时，丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是______________________________________；高于460 ℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选，填标号)。
A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大 C．副反应增多 D．反应活化能增大
－
图0－0
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为____，理由是________________________________________。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________________________。
27．(1)两个反应均为放热量大的反应 降低温度降低压强 催化剂
(2)不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC
(3)1 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1∶7.5∶1
－
[解析] (1)由题意可知，反应①、②都是放热反应，反应①、②分别放出515 kJ·mol1
－
和353 kJ·mol1热量，两反应均符合化学反应自发进行的焓判据；反应①的正反应是气体体积增大的放热反应，由勒夏特列原理可知，降温、减压均能使反应①的化学平衡向正反应方向移动，提高丙烯腈平衡产率；催化剂具有高度的专一性，因此提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂，而非温度、压强。(2)反应①的正反应是放热反应，如果已经达到化学平衡状态，当投料、压强、浓度等变量不变时，升温能使平衡左移，丙烯腈的产率逐渐减小，读图可知，低于460 ℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率。温度高于460 ℃时，催化剂活性可能降低，导致丙烯腈产率降低，A项正确；反应①的正反应是放热反应，升温使平衡逆向移动，平衡常数逐渐变小，B项错误；温度高于460 ℃时，副反应进行程度可能增多，反应①进行程度减少，导致丙烯腈产率降低，C项正确；反应活化能与催化剂有关，与温度、压强、浓度等无关，升高温度，不能使反应活化能改变，D项错误。(3)读图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为1，因为该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低。由反应①的热化学方程式可知，进料气中氨、氧气、丙烯气体的理论体积之比为1∶1.5∶1，空气中氧气的体积分数约为1/5(氮气约占4/5)，则进料气中氨、空气、丙烯的理论体积比约为1.5
1∶1∶1＝1∶7.5∶1。
5
五、[2016·上海卷] 随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
完成下列填空：
29．G2 G1目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为
已知H2的体积分数随温度的升高而增加。
若温度从300 ℃升至400 ℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。(选填“增大”“减小”或“不变”)
v正 29.
v正 增大 v逆 增大 平衡常数K 减小 转化率α 减小 v逆 平衡常数K 转化率α [解析] 根据题意，温度升高，H2的体积分数增加，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，ΔH＜0。故温度从300 ℃升高到400 ℃，正、逆反应速率都增大，但平衡常数K和平衡转化率α均减小。
G3 速率、平衡图像
10．F1 G3 H1 H2[2016·江苏卷] 下列图示与对应的叙述不相符合的是( )