题目内容
【题目】中国环境监测数据显示，颗粒物(PM2.5等)为雾霾过程中影响空气质量最显著的污染物，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
Ⅰ．改变煤的利用方式可减少环境污染，通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气。
（1）煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收，该反应的离子方程式为
(已知：H2S：Ka1=1.3×10－7，Ka2=7.1×10－15；H2CO3：Ka1=4.4×10－7，Ka2=4.7×10－11)
（2）现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通人到体积为2L的恒容密闭容器中发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) ΔH，得到两组数据
实验组 | 温度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡 所需时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
该反应的
H 0(填“＜”或“＞”)；若在7500C时，另做一组实验，在2L的恒容密闭容器中加入lmol CO，3mo1 H2O，2mo1 CO2，5mol H2，则此时正 逆(填“＜”，“＞”，“＝”)。
（3）一定条件下，某密闭容器中已建立A(g)＋B(g) 
C(g)＋D(g)/span> △H＞0的化学平衡，其时间速率图像如图，下列选项中对于t1时刻采取的可能操作及其平衡移动情况判断正确的是
A．减小压强，同时升高温度，平衡正向移动
B．增加A(g)浓度，同时降低温度，平衡不移动
C．保持容器温度压强不变通入稀有气体，平衡不移动
Ⅱ．压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术将NOx转变成无毒的CO2和N2。
①CH4(g)＋4NO(g)
2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H1＜0
②CH4(g) ＋2NO2(g)N2(g) ＋CO2(g) ＋2H2O(g) △H2＜0
（4）收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数)，若用甲烷将其完全转化为无害气体，处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g，则尾气中V (NO)︰V (NO2)= 。
（5）在不同条件下，NO的分解产物不同。在高压下，NO(即X)在40℃下分解生成两种化合物(即Y、Z)，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图所示。写出Y和Z的化学式：
（6） 某研究性学习小组，为研究光化学烟雾消长规律，在一烟雾实验箱中，测得烟雾的主要成分为RH(烃)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2)，各种物质的相对浓度随时间的消失，记录于右图，根据图中数据，下列推论，最不合理的是
A．NO的消失的速率比RH快
B．NO生成NO2
C．RH及NO2可以生成PAN及O3
D．O3生成PAN
【答案】Ⅰ．（1）CO32－ + H2S = HCO3－+ HS－ （2）＜ ＜ （3）A Ⅱ．（4）1：1 （5）N2O、NO2 （6）D
【解析】
试题分析：（1）由于Ka2=5.61×10-11＜Ka1=9.1×10-8＜Ka1=4.30×10-7、Ka2=5.61×10-11＞Ka2=1.1×10-12，所以氢硫酸能够与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠和硫氢化钠，反应的离子方程式为：CO32-+H2S=HCO3-+HS-
（2）实验1计算平衡常数，
H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)
初始 1mol/L 2mol/L 0 0
转化 0.8mol/L 0.8mol/l 0.2mol/l 0.2mol/l
平衡 0.2mol/L 1.2mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l
K=
=2.67，
实验1升高温度实验2，实验2计算平衡常数，
H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)
初始 0.5mol/L 1mol/L 0 0
转化 0.2mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l 0.2mol/l
平衡 0.3mol/L 0.8mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l
K=
=0.167，温度升高K变小，温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，△H＜0；
按1mol C0，3mol H20，2mol C02，5mol H2，分别加入该容器
Qc=
=
＞K
反应逆向进行，v(正)＜v(逆)；
（3）根据图1t1时刻改变条件后v(正)瞬间增大，v(逆)减小，v(正)＜v(逆)，则平衡一定正向移动，故选A；
（4）收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数)，若用甲烷将其完全转化为无害气体，处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g，设尾气中NO物质的量为x，NO2物质的量为y，2NO～N2～4e-，2NO2～N2～4e-，CH4～CO2～8e-，
2x+4y=
×8=15mol 、x+y=
=5mol ；计算得到x=2.5mol，y=2.5mol
尾气中V(NO)：V(NO2)=1：1；
（5）NO在40℃下分解生成两种化合物，根据元素守恒可知生成的为N的氧化物，氮元素的氧化物有NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5，由图象可知3molNO生成两种氮的氧化物各为1mol，其反应方程式为：3NO=Y+Z，根据原子守恒可知为N2O、NO2；
（6）A．由曲线斜率可知在某一时间段内NO消失的速率比RH快，故A正确；B．NO的浓度一直在减少，NO2的浓度先增加后减少，在0-1时间段内NO可能生成NO2，故B正确；C．图中O3和PAN的浓度增加，RH的浓度减少，RH及NO2在某一时间段内可能反应生成PAN和O3，故C正确；D．O3的浓度一直在增加，不可能作为反应物，故D错误；故选D。
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【题目】甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1〈0
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3〉0
回答下列问题：
（1）反应①的化学平衡常数K的表达式为 ；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 （填曲线标记字母），其判断理由是 。
（2）合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率（a）与温度和压强的关系如图2所示。a（CO）值随温度升高而 （填“增大”或“减小”），其原因是 。图2中的压强由大到小为_____，其判断理由是_____。
（3）Bodensteins研究了下列反应：2HI（g）
H2（g）+I2（g）
在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 120 |
x(HI) | 1 | 0.91 | 0.85 | 0.815 | 0.795 | 0. 784 |
x(HI) | 0 | 0.60 | 0.73 | 0.773 | 0.780 | 0.784 |
上述反应中，正反应速率为v正= k正·x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆·x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆为速率常数, 其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表示)。若k正 = 0.0027min-1，在t=40min时，v正=__________。
【题目】甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。工业上利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) △H＝－58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H＝＋41 kJ/mol
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
化学键 | H－H | C－O | C | H－O | C－H |
E/（kJ.mol-1） | 436 | 343 | 1076 | 465 | x |
则x＝_________。
（2）若T℃时将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中发生反应②，测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ(图中实线)所示。图中数据A(1，6)代表在1min时H2的物质的量是6mol。
①T℃时状态Ⅰ条件下，0～3min内CH3OH的平均反应速率v＝_____________mol/(L·min)，平衡常数K＝____；
②其他条件不变时，仅改变某一条件后测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅱ所示，则改变的条件可能是_______；
③其他条件不变，仅改变温度时，测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅲ所示，则状态Ⅲ对应的温度________(填“＞”“＜”或“=”)T℃；
④若状态Ⅱ的平衡常数为K2，状态Ⅲ的平衡常数为K3，则K2____(填“＞”“＜”或“＝”)K3；
⑤一定温度下，此反应在恒容容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态依据的是_____。
a．容器中压强不变 b．甲醇和水蒸气的体积比保持不变
c．v正（H2）＝3v逆（CH3OH） d．2个C＝O断裂的同时有6个H—H断裂
【题目】(15分)按要求回答下列有关问题。
（1）据报道，科学家新研发出一种常温下催化合成NH3的方法：2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)
已知如下信息：
①化合物的生成热可以表示其相对能量。化学上，规定标准状况下稳定单质的生成热为0。几种物质的生成热：NH3(g)为mkJ·mol-1，H2O(l)为nkJ·mol-1。
反应的△H=产物的生成热之和---反应物的生成热之和
②几种化学键的键能数据如下：
上述反应中，△H=_______kJ·mol-1，H-N键的键能为_______kJ·mol-1。
（2）二氧化硫在一定条件下可以发生如下反应：
SO2(g)+NO2(g)
SO3(g)+NO(g)，△H= -42kJ·mol-1，在1L恒容密闭容器中充入SO2(g)和NO2(g)，所得实验数据如下：
实验编号 | 温度 | 起始时物质的量/mol | 平衡时物质的量/mol | |
N(SO2) | N(NO2) | N(NO) | ||
甲 | T1 | 0.80 | 0.20 | 0.18 |
乙 | T2 | 0.20 | 0.80 | 0.16 |
丙 | T3 | 0.20 | 0.30 | a |
①实验甲中，若2min时测得放出的热量是4.2kJ，则0~2min时间内，用SO2(g)表示的平均反应速率v(SO2)=_____________________；
②实验丙中，达到平衡时，NO2的转化率为____________；
③由表中数据可推知，Tl______T2(填“＞”“＜’’或“=”)；
（3）对反应N2O4(g)2NO2(g) △H＞0 在温度为Tl、T2时平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示，下列说法正确的是__________。
a．A、C两点的反应速率：A＞C
b．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
c．由状态A到状态B，可以用加热的方法
d．A、C两点的化学平衡常数：A=C
（4）工业上，采用石墨、铁棒作为电极，电解除去废水中的CN-(N为-3价，下同)
①铁电极应连接直流电源的____________(填写电极名称)。
②上述反应方程式配平后“□”内应填写________；
③阳极上发生的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑和_______________；
【题目】(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(莫尔盐，浅绿色，式量392)在定量分析中常用作标定高锰酸钾、重铬酸钾等溶液的标准物质，还用作化学试剂、医药以及用于冶金、电镀等。
回答下列问题：
（1）莫尔盐在空气中比硫酸亚铁稳定，但长期露置于空气中也会变质，检验莫尔盐是否变质的试剂是_______________。
（2）准确称取mg纯净的莫尔盐，在锥形瓶中加入20mL水充分溶解，用某酸性K2Cr2O7溶液滴定至终点。重复进行3次，测得有关数据如下：
实验序号 | 起始读数/mL | 终点读数/mL |
I | 2.50 | 22.58 |
Ⅱ | 1.00 | 23.12 |
Ⅲ | 0.00 | 19.92 |
①K2Cr2O7溶液应该放在______________式滴定管中。
②写出滴定过程中反应的离子方程式：______________；
③所测K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为______________mol/L(用含M的代数式表示)。
（3）某课题组通过实验检验莫尔盐晶体加热时的分解产物。
①甲同学提出猜想：分解产物可能是N2、Fe2O3，SO3、H2O四种物质。你是否同意并说明理由：______________。
②乙同学设计了如图装置，其中A装置中的固体变为红棕色，则固体产物中含有______________；C装置中红色褪去，说明气体产物中含有______________；
C装置后应连接尾气吸收装置D，D中盛有的试剂可以是______________(写一种即可)。
③丙同学想利用上述装置证明分解产物中含有氨气.只需更换B，C中的试剂即可，则更换后的试剂为B______________、C______________。
④丁同学认为莫尔盐分解可能会生成N2，SO3，拟从下列装置中选择必要的装置加以证明。则正确的连接顺序从左到右依次是A、______________。
