2.4化学反应条件的优化—工业合成氨 课时练习 2021-2022学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

第二章第4节化学反应条件的优化—工业合成氨课时练习—2021-2022学年高中化学鲁科版（2019）选择性必修一
一、单选题（共16题）
1．恒压时，和在起始物质的量时发生反应：，测得不同温度下的平衡转化率见图。有关说法正确的是
A．若a点使用了催化剂，则b点未使用催化剂
B．该反应的逆反应吸热
C．若将起始和变为原来的一半，图象发生改变
D．时，平衡常数
2．在下列影响化学反应速率的外界因素中，肯定能使化学反应速率加快的方法是
①加入正催化剂
②增大反应物浓度
③将固体块状反应物磨成粉末
A．①②
B．②③
C．①③
D．①②③
3．已知反应CO(g)+H2O(g)
CO2
(g)+H2
(g)
ΔH＜0.在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是
A．升高温度，K增大
B．减小压强，n(CO2)增加
C．更换高效催化剂，
CO转化率增大
D．充入一定量的氮气，n(H2)不变
4．某温度下按如图安装好实验装置，在锥形瓶内盛6.5g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40mL2.5mol/L的稀硫酸溶液，将产生的H2收集在一个注射器中，0～10s内收集到气体的体积为50mL(折合成0℃、101kPa条件下的H2体积为44.8mL)。下列说法不正确的是
A．将题述中的稀硫酸改为浓硫酸，生成H2的速率变快
B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H+来表示10s内该反应的速率为0.01
mol?L?1?s?1
C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2+来表示10s内该反应的速率为0.3mol?L?1?min?1
D．可通过测定溶液的pH来测定反应速率
5．一定温度下，以下反应分别在密闭容器中进行并建立了平衡。体系中混合气体的平均相对分子质量(Mr)在下列条件下的变化情况正确的是
选项
反应
条件
Mr
A
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
升高温度
变大
B
2NO2(g)?N2O4(g)
缩小容器容积
变小
C
H2(g)+I2(g)?2HI(g)
降低温度
不变
D
2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)
若平衡时Mr=30，增加容器容积
不变
A．A
B．B
C．C
D．D
6．已知可逆反应：
，在某密闭体系中进行该反应，反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．为逆反应的活化能，为正反应的活化能
B．曲线Ⅱ使用了催化剂，降低了反应的焓变
C．，该反应为吸热反应
D．活化能越大，反应越容易进行
7．可逆反应，反应过程中的百分含量与温度(T)的关系如图所示，下列叙述中正确的是
A．温度：
B．平衡后，使用催化剂，将增大
C．平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动
D．平衡后，增加的量，化学平衡向正反应方向移动
8．元素铬()的几种化合物存在下列转化关系，下列判断不正确的是
固体
A．反应①表明有酸性氧化物的性质
B．反应②的离子方程式为
C．反应③加碱可使溶液由橙红色变黄色
D．反应①②③中铬元素的化合价均发生了变化
9．在密闭容器中投入一定量反应物发生储氢反应：LaNi5(s)+3H2(g)?LaNi5H6(s)
ΔH=-301kJ·mol-1。在某温度下，达到平衡状态，测得氢气压强为2MPa。下列说法不正确的是
A．当LaNi5的浓度不再变化时，该反应达到平衡状态
B．若温度不变，缩小容器的容积至原来的一半，重新达到平衡时H2的压强仍为2MPa
C．扩大容器的容积，重新达到平衡时n(H2)增多
D．增大压强，降低温度，有利于储氢
10．在一密闭容器中加入等物质的量的A、B，发生如下反应：，平衡常数随温度和压强的变化如表所示：
1.0
1.5
2.0
300
a
b
16
516
c
64
e
800
160
f
g
下列判断不正确的是
A．
B．
C．、800℃时，A的转化率最小
D．、300℃时，B的转化率为50%
11．一定条件下Pd-MgO催化剂可以实现CO2“甲烷化”，其反应机理如图所示，下列说法不正确的是
A．“甲烷化”的总反应为CO2+
4H2CH4+2H2O
B．CO2和H2O的中心原了杂化类型相同
C．中间体MgOCO中碳元素的化合价为+2价
D．MgO→MgOCO2转化过程中有共价键的断裂与形成
12．对已达到化学平衡的下列反应：
，降低温度的同时减小压强，对反应产生的影响是
A．逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动
B．逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动
C．正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
D．正、逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动
13．乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4(g)＋H2O(g)
C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下[起始时，n(H2O)=n(C2H4)=1
mol，容器体积为1
L]。
下列分析不正确的是
A．乙烯气相直接水合反应的ΔH＜0
B．图中压强的大小关系为p1>p2>p3
C．图中a点对应的平衡常数K=
D．达到平衡状态a、b所需要的时间：a>b
14．可闻声波诱导产生的法拉第波会改变高浓度二氧化碳环境下二氧化碳的溶解平衡。研究人员设计了一个由敏感的酸碱指示剂溴百里酚蓝(BTB)构成的远离平衡体系，初始调节溶液pH>7.6，开启声波，6min后溶液变黄。已知：溶液呈中性的区域，BTB呈蓝绿色。下列说法错误的是
A．可闻声波诱导产生的法拉第波会促进二氧化碳的溶解
B．开启声波后，溶液颜色变化为蓝色→蓝绿色→黄色
C．改变pH会导致溶液中存在的多个反应的平衡常数发生变化
D．该实验在纯二氧化碳气氛中进行效果明显
15．t℃时，在恒容密闭容器中发生反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)ΔH，不同温度下容器中各组分浓度如下：
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L-1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L-1
350℃
0.05
0.05
0.1
400℃
0.08
0.14
0.04
已知：350℃时，反应经5min达到平衡状态。
下列说法不正确的是
A．该反应的ΔH＜0
B．350℃时，5min内该反应平均速率v(Y)=0.03mol·L-1·min-1
C．350℃达到平衡后再通入少量Y(g)，达到新平衡时，X转化率增大
D．350℃时，该反应的平衡常数K=40
16．氨是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业，也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业；合成氨反应为N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
ΔH=-92.4kJ?mol-1。对于工业合成氨反应，下列说法正确的是
A．使用催化剂能改变该反应的ΔH
B．反应中增加氢气的投料可以提高氮气转化率
C．及时分离产物NH3，有利于加快反应速率和原料转化率
D．反应采取高温高压有利于提高H2的平衡转化率
二、综合题（共4题）
17．合成是转化的一种应用，甲醇作为一种可再生能源，工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应一：CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)　ΔH1
反应二：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2
(1)相同条件下，反应CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)　ΔH3，则ΔH3=___________(用ΔH1和ΔH2表示)。?
(2)下表所列数据是反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)　ΔH1在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度/℃
250
300
350
平衡常数(K)
2.04
0.27
0.012
①此反应的ΔS___________0(填“>”“=”或“<”)，该反应在___________(填“高温”或“低温”)下能自发进行。
②某温度下，将2
mol
CO和6
mol
H2充入2
L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)=0.2
mol/L，则CO的转化率是___________，此时的温度是___________。?
③若容器容积不变，则下列措施可提高CO转化率的是___________(填序号)。
a．使用高效催化剂
b．充入He，使体系总压强增大
c．将CH3OH(g)从体系中分离
d．充入CO，使体系总压强增大
(3)比较这两种合成甲醇的方法，原子利用率较高的是___________(填“反应一”或“反应二”)。
18．硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：
(1)工业上用石英和焦炭可以制得粗硅。已知：
写出用石英和焦炭制取粗硅的热化学方程式_______。
(2)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅：三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式_______。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和一种单质，写出该反应的化学方程式_______。
(3)对于反应2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①323K时，反应的平衡转化率α=_______。平衡常数K323K=_______(保留2位有效数字)。
②下列说法正确的是_______
A．平均分子量不变时，该反应一定达到平衡状态
B．a、b处反应速率：v(a)>v(b)
C．改进催化剂可以缩短达到平衡的时间
D．温度体积一定，加入SiHCl3可以提高SiHCl3的转化率
③已知SiHCl3分解反应速率v=v正-v逆=k正﹒x2(SiHCl3)-k逆﹒x(SiH2Cl2)﹒x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，x为物质的量分数，计算b处v正/v逆=_______。(保留2位小数)
19．烟气中含有高浓度的SO2、NOx，在排放前必须进行脱硫、脱硝处理。回答下列问题：
（1）利用CH4可以将氮的氧化物还原为N2
已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)
△H1=+180.5kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)?CO2(g)+2H2O(g)
△H2=-802.3kJ·mol-1
则反应CH4(g)+4NO(g)?2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的△H=_______kJ·mol-1
（2）在体积为1L的恒容密闭容器里，充入0.5molCH4和1molNO2，发生反应为：CH4(g)+2NO2(g)?
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，测得n(NO2)随温度变化如图1所示。
①a点时，反应是否已达平衡状态？_______(填“是”或“否”)。
②该反应正反应的△H_______(填“>”或“<”)0。
③当反应体系中，_______(填“能”或“不能”)说明反应达平衡状态。
④T2℃时该反应的平衡常数为_______。
（3）工业上可以用Na2SO3溶液吸收SO2，并用电解法处理吸收后所得NaHSO3溶液以实现吸收液的回收再利用(装置如图2所示)。电源a端为_______极，阳极的电极反应式为_______。
20．酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下
（1）步骤（i）中Cu2(OH)
2CO3
发生反应的化学方程式为______________________。
（2）步骤（ii）所加试剂起调节pH
作用的离子是___________________（填离子符号）。
（3）在步骤（iii）发生的反应中，1
mol
MnO2转移2
mol
电子，该反应的离子方程式为______________________。
（4）步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为：3Fe3++NH4++2SO42－+6H2O＝NH4Fe3(SO4)2(OH)6+6H+过滤后母液的pH＝2.0，c(Fe3+)＝a
mol·L－1，c
(NH4+)＝b
mol·L－1，c(SO42－)＝
d
mol·L－1，该反应的平衡常数K＝__________（用含a
、b
、d
的代数式表示）。
（5）化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。
①
若用CuSO4进行化学镀铜，应选用
______________（填“氧化剂”或“还原剂”）与之反应。
②
某化学镀铜的反应速率随镀液pH
变化如图所示。该镀铜过程中，镀液pH
控制在12.5左右。据图中信息，给出使反应停止的方法：_______________________。
参考答案
1．B
【详解】
A．使用催化剂，能改变化学反应速率，但不影响化学平衡，若使用催化剂，a点二氧化硫转化率和b点应相同，故A错误；
B．升高温度，平衡向吸热反应方向移动，由图可知，升高温度，二氧化硫的转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为逆反应为吸热反应，故B正确；
C．恒压时，将起始n(SO2)和n(O2)变为原来的一半，与原平衡为恒压等效平衡，二氧化硫的转化率不变，图像不变，故C错误；
D．容器的体积未知，不能确定各物质的平衡浓度，无法计算K，故D错误；
故选：B。
2．D
【详解】
①加入正催化剂，降低反应的活化能，增大活化分子百分数，能使化学反应速率加快；
②增大反应物浓度，增大单位体积内的活化分子数，能使化学反应速率加快；
③将固体块状反应物磨成粉末，增大了反应物的接触面积，能使化学反应速率加快；
①②③都能使化学反应速率加快，答案选D。
3．D
【详解】
A．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，K减小，A错误；
B．该反应前后气体系数之和相等，减小压强对平衡无影响，n(CO2)不变，B错误；
C．催化剂只改变反应速率，不影响平衡转化率，C错误；
D．压强恒定，充入一定量的氮气，容器体积增大，反应物和生成物的分压降低，但由于该反应平衡不受压强影响，所以平衡不移动，n(H2)不变，D正确；
综上所述答案为D。
4．A
【详解】
A．浓硫酸具有强氧化性，与锌反应不生成H2，故A错误；
B．0℃、101kPa条件下的H2体积为44.8mL，其物质的量为0.002mol，则根据反应方程式得到关系式：Zn～H2SO4～ZnSO4～H2，n(ZnSO4)＝n(H2SO4)＝n(H2)＝0.002mol，则用H＋来表示10s内该反应的速率为，故B正确；
C．结合B选项分析可知，用Zn2+来表示10s内该反应的速率为，故C正确；
D．在反应过程中，氢离子浓度逐渐减小，故可以通过测定溶液pH来测定反应速率，D正确；
综上所述，答案为A。
5．D
【详解】
略
6．C
【详解】
A．由图象可知，为正反应的活化能，为逆反应的活化能，A项错误；
B．催化剂能降低反应的活化能、不能改变反应的焓变，B项错误；
C．与的差值是该反应的焓变，该差值为正值，故该反应为吸热反应，C项正确；
D．活化能越大，反应越难进行，D项错误；
答案选C。
7．C
【详解】
A．可逆反应，当其他条件一定时，温度越高，反应速率越大，达到平衡所用的时间越短，温度：，A项错误；
B．催化剂只改变化学反应速率，对平衡移动没有影响，C的百分含量不变，B项错误；
C．温度越高，平衡时C的百分含量越小，故此反应的正反应为放热反应，可逆反应正反应为放热反应，升高温度平衡向吸热方向移动，即向逆反应移动，C项正确；
D．?A为固体，达平衡后，增加A的量，平衡不移动，D项错误；
答案选C。
8．D
【详解】
A．反应①是和KOH反应生成KCrO2，表明有酸性氧化物的性质，故A正确；
B．反应②中KCrO2被过氧化氢氧化为K2CrO4,根据电子守恒可得反应的离子方程式为，故B正确；
C．反应③加碱可发生反应,增大氢氧根离子浓度平衡右移溶液由橙红色变黄色,故C正确；
D．反应①③中铬元素的化合价未发生变化，②中铬元素的化合价由+3价升高为+6价，故D错误；
故答案为：D
9．A
【详解】
A．LaNi5是固体，在反应过程中，其浓度始终不变，不能根据固体的浓度不变判断反应是否达到平衡状态，A错误；
B．温度不变，缩小容器的容积至原来的一半，平衡常数Kp=不变，则重新达到平衡时H2的压强仍为2
MPa，B正确；
C．扩大容器的容积，相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，则n(H2)增多，C正确；
D．该反应的正反应是气体分子总数减小的放热反应，因此增大压强、降低温度，平衡正向移动，有利于储氢，D正确。
故选A。
10．C
【详解】
A．平衡常数只与温度相关，温度不变，K不变，所以，选项A正确；
B．由表格中的数据可知，平衠常数随温度升高而增大，故正反应为吸热反应，，选项B正确；
C．该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，A的转化率越大，选项C不正确；
D．该反应为反应前后气体分子数不变的反应，即压强一定时，气体体积不变．设加入A、B的物质的量为m
mol，转化量为x
mol，容器体积为VL，则达平衡时，A、B为，D为，则有，解得，故B的转化率为50%，选项D正确；
答案选C。
11．B
【详解】
A．
据信息：一定条件下Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2“甲烷化”，“甲烷化”的总反应为CO2+
4H2CH4+2H2O，故A正确；
B．
CO2和H2O的中心原了杂化类型不相同，杂化方式分别是sp2、sp3杂化，故B错误；
C．
O为-2价，Mg是+2价，中间体MgOCO中碳元素的化合价为+2价，故C正确；
D．
MgO→MgOCO2转化过程中有共价键的断裂与形成，如C-O键的断裂与形成，故D正确；
故选B。
12．C
【详解】
若只降低温度，则正、逆反应速率都减小，且平衡逆向移动；若只减小压强，则正、逆反应速率也都减小，且平衡也逆向移动。综上分析，降低温度的同时减小压强，则正、逆反应速率都减小，且平衡逆向移动。故C正确；
故选：C。
13．B
【详解】
A．依据图像分析，在同一压强下，随着温度的升高，乙烯的平衡转化率降低，说明该反应正方向为放热反应，即ΔH＜0，A项正确；
B．由方程式C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)可知，该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的平衡转化率提高，因此压强的大小关系是p1C．根据图示可知，起始时，n(H2O)=n(C2H4)=1
mol，容器体积为1
L，a点乙烯的平衡转化率为20%，则转化的乙烯的物质的量浓度为0.2
mol·L-1，则
该温度下的平衡常数，C项正确；
D．由于b点温度比a点高，且压强比a点大，所以反应速率快，达到平衡所需时间短，D项正确；
答案选B。
14．C
【详解】
A．开启声波，6min后溶液变黄，说明可闻声波诱导产生的法拉第波会促进二氧化碳的溶解，H2CO3浓度增大，H2CO3与BTB(蓝色)反应的平衡正向移动，描述正确，不符题意；
B．开启声波后，随着平衡的移动，溶液呈中性时，BTB变为蓝绿色，最终变为黄色，描述正确，不符题意；
C．平衡常数只是温度的函数，描述错误，符合题意；
D．由于大气中二氧化碳的浓度相当低，这个实验在纯二氧化碳气氛中进行的效果明显，描述正确，不符题意；
综上，本题选C。
15．D
【详解】
A．400℃时平衡的反应物浓度大于350℃时的反应物浓度，说明温度升高，平衡逆向移动，ΔH＜0，A正确；
B．，，B正确；
C．达到平衡时再通入少量Y，由勒夏特列原理可知平衡正向移动，则继续消耗X和Y，因为，故转化率增大，C正确；
D．，D错误；
故选D。
16．B
【详解】
A．催化剂不影响反应的始终态，则使用催化剂不能改变该反应的ΔH，故A错误；
B．增加氢气的投料，可促进氮气的转化，可以提高氮气转化率，故B正确；
C．及时分离产物NH3，生成物浓度减小，反应速率减小，平衡正向移动，原料的转化率增大，故C错误；
D．该反应为放热的反应，高温不利于提高H2的转化率，该反应为分子数减小的反应则高压有利于提高H2的平衡转化率，故D错误；
故答案为B。
17．ΔH2
-ΔH1
<
低温
80%
250℃
c
反应一
【详解】
(1)由盖斯定量可知反应CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)可由反应二减反应一得到，则ΔH3=ΔH2
-ΔH1，故答案为：ΔH2
-ΔH1；
(2)①反应前后气体分子数减少，为熵减少的反应即ΔS<0，由表格信息可知温度升高平衡常数减小，可知反应为放热反应，则该反应在低温条件下能自发进行，故答案为：<；低温；
②将2
mol
CO和6
mol
H2充入2
L的密闭容器中，则CO的起始浓度为1mol/L，H2的起始浓度为3mol/L，设CO的转化浓度为xmol/L，列三段式得：
达到平衡时测得c(CO)=0.2
mol/L，即1-x=0.2，x=0.8，平衡时氢气浓度为1.4，甲醇浓度为0.8，CO的转化率为：，平衡常数K==2.04，可知温度为250℃，故答案为：80%；250℃；
③a．使用高效催化剂只能提高反应速率对平衡无影响，故不选；
b．充入He，使体系总压强增大，但各物质的浓度未发生变化，对平衡无影响，故不选；
c．将CH3OH(g)从体系中分离，减小了生成物的浓度使平衡正向移动，可提高CO的转化率；
d．充入CO，使体系总压强增大，平衡正向移动，但是CO的转化率降低，故不选；
故答案为：c；
(3)反应物中的原子尽可能转化成生成物时原子利用率才更大，由反应可知，反应一为化合反应只有一种产物生成，原子利用率为100%，反应二中有水生成，原子利用率较低，故答案为：反应一；
18．SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)
ΔH=+638.4kJ/mol
SiHCl3+H2Si+3HCl
SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+3HCl+H2↑
21%
0.018
BC
1.15
【详解】
(1)由图1可得热化学方程式：①Si(s)+O2(g)=SiO2(s)ΔH=-859.4
kJ/mol，
②2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221.0
kJ/mol，根据盖斯定律，②-①可得目标热化学方程式为：SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)ΔH=+638.4
kJ/mol；
(2)据图可知SiHCl3在高温条件下被氢气还原得到高纯硅，根据电子守恒和元素守恒可得化学方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl；根据元素守恒可知SiHCl3水解的化学方程式为SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+3HCl+H2↑；
(3)①温度越高反应速率越快，达到平衡所需时间越短，所以a代表343K，b代表323K，则323K时，反应的平衡转化率α=21%；设初始投料为1mol
SiHCl3(g)，平衡时转化率α=21%，即Δn(SiHCl3)=0.21mol，根据方程式为可知Δn(SiCl4)=Δn(SiH2Cl2)=0.105mol，则平衡时体系内n(SiHCl3)=0.79mol、n(SiCl4)=n(SiH2Cl2)=0.105mol，该反应前后气体系数之和相等，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，所以K==0.018；
②A．该反应前后气体系数之和相等，则气体总物质的量不变，根据质量守恒可知气体总质量也不变，所以平均分子量为定值，不变时不能说明反应平衡，A错误；
B．a、b两点SiHCl3的转化率相同，则气体浓度相同，但a点温度高于b点，所以反应速率v(a)>v(b)，B正确；
C．改进催化剂可以加快反应速率，缩短达到平衡所需时间，C正确；
D．该反应前后气体系数之和相等，温度体积一定，加入SiHCl3达到的是等效平衡，SiHCl3的转化率不变，D错误；
综上所述答案为BC；
③平衡时k正﹒x2(SiHCl3)=k逆﹒x(SiH2Cl2)﹒x(SiCl4)，所以=K=0.018，b处SiHCl3的转化率为20%，根据①的假设和分析可知此时容器内n(SiHCl3)=0.80mol、n(SiCl4)=n(SiH2Cl2)=0.10mol，则x(SiHCl3)=0.80、x(SiCl4)=x(SiH2Cl2)=0.10，=×=0.018×=1.15。
19．
（1）-1163.3
（2）
否
＜
不能
25.6
（3）
负
HSO-2e-+H2O=SO+3H+
【分析】
根据图象1，随着温度升高，n(NO2)先逐渐减少，后逐渐增大，是因为温度较低时反应速率较慢，随着温度升高，反应的NO2逐渐增多，在温度T2时达到平衡，温度再升高，平衡逆向移动，容器中的NO2逐渐增多，即b点之前反应未达到平衡状态，b点之后为平衡状态，结合图象中的数据分析解答；根据图2，与电源b极相连电极上HSO失去电子转化为SO，被氧化，则b为电源的正极，
a为电源的负极，结合电解原理分析解答。
（1）
①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H1=+180.5
kJ?mol-1，②CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H2═-802.3kJ/mol，根据盖斯定律：②-①×2得：CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
△H=-802.3kJ/mol-180.5kJ/mol×2=-1163.3kJ/mol，故答案为：-1163.3；
（2）
①根据图象，随着温度升高，n(NO2)先逐渐减少，后逐渐增大，是因为温度较低时反应速率较慢，随着温度升高，反应的NO2逐渐增多，在温度T2时达到平衡，温度再升高，平衡逆向移动，容器中的NO2逐渐增多，即b点之前反应未达到平衡状态，b点之后为平衡状态，则a点时，反应没有达平衡状态，故答案为：否；
②根据图象，温度升高，n(NO2)逐渐增大，平衡逆向移动，则该反应正反应的△H＜0，故答案为：＜；
③充入0.5molCH4和1molNO2，根据CH4(g)+2NO2(g)?
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，反应体系中的比值始终为，因此=，不能说明反应达平衡状态，故答案为：不能；
④b点为平衡状态，平衡时n(NO2)=0.2mol，则反应的NO2为0.8mol，因此平衡时n(CH4)=0.5mol-0.4mol=0.1mol，n(N2)=0.4mol，n(CO2)=0.4mol，n(H2O)=0.8mol，T2℃时该反应的平衡常数K==25.6，故答案为：25.6；
（3）
用电解法处理吸收后所得NaHSO3溶液以实现吸收液的回收再利用，根据装置图，与电源b极相连电极上HSO失去电子转化为SO，被氧化，则b为电源的正极，电源a端为负极，阳极上HSO失去电子转化为SO，电极反应式为HSO-2e-+H2O=SO+3H+，故答案为：负；HSO-2e-+H2O=SO+3H+。
20．Cu2(OH)2CO3
+
2H2SO4
＝
2CuSO4
+
CO2↑+
3H2O
HCO3－
MnO2
+
2Fe2＋
+
4H＋＝
Mn2＋+
2Fe3＋
+
2H2O
10-12/a3bd2
还原剂
调节溶液pH在8～9之间
【详解】
(1)碱式碳酸铜与硫酸反应的方程式直接写，用观察法配平．Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O；
(2)题目要求调高PH，铵根离子显酸性，碳酸氢根离子显碱性，则起作用的离子是碳酸氢根离子；
(3)依题意亚铁离子变成了铁离子，1mol?MnO2转移电子2?mol，则锰元素从+4变成+2价，溶液是显酸性的，方程式经过观察可要补上氢离子，综合上述分析可写出离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；
(4)除去杂质的化学方程式可表示为：3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3
(SO4)2(OH)6+6H+；过滤后母液的pH=2.0，c(Fe3+)=a
mol?L-1，c(
NH4+)=bmol?L-1，c(
SO42-)=d
mol?L-1，氢离子浓度为10-2，依据K的表达式写出K==；
(5)①要把铜从铜盐中置换铜出来，比如用铁就可以，铁是作还原剂的，所以加入还原剂；
②根据图示信息，pH=8-9之间，反应速率为0，所以要使反应停止，调节溶液的pH至8-9
之间。