题目内容

2013年春季，全国各地持续出现严重的雾霾天气，给人们的生产、生活造成了严重的影响。汽车尾气中含有CO、氮氧化物、烟尘等污染物，是导致雾霾天气的原因之一。请回答下列有关问题。
(1)下列说法正确的是________。
A．NO、CO、CO2均为酸性氧化物
B．CO2的大量排放会导致温室效应，所以应尽量选用公共交通，提倡低碳出
行
C．汽车尾气中的氮氧化物主要是空气中的氮气与氧气在高温条件下生成的
(2)为减轻污染，北京为汽车加装了“三效催化净化器”，可将尾气中的CO、NO转化为参与大气循环的无毒混合气体，反应如下：2NO＋2CON2＋2CO2，则该反应的化学平衡常数表达式K＝________。
(3)已知下列热化学方程式：
N2(g)＋O2(g)=2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1①
2C(s)＋O2(g)=2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1②
C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1③
则汽车尾气转化反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________。
(4)当固体催化剂质量一定时，增大其表面积可加快化学反应速率。如图表示在其他条件不变时，反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)中NO的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。

①图中T1________T2(填“>”或“<”)。
②若催化剂的表面积S1>S2，在图中画出c(NO)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(5)低温脱硝技术可用于处理各种废气中的氮氧化物，发生的化学反应为2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH<0。在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是________。
A．反应中每转移3 mol电子，生成标准状况下N2的体积为22.4 L
B．平衡时，若其他条件不变，增大NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率
减小
C．因为反应物比生成物的物质的量少，所以反应物比生成物的能量低
D．其他条件不变时，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大
　(1)BC　(2)  
(3)－746.5 kJ·mol－1　(4)①<　②如图所示

(5)A
　(1)NO和CO不是酸性氧化物。
(2)该反应的反应物和生成物都是气体，根据平衡常数的概念可直接写出其表达式。
(3)根据盖斯定律，由③×2－①－②可得2NO(g)＋2CO(g)??N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1×2－180.5 kJ·mol－1－(－221.0 kJ·mol－1)＝－746.5 kJ·mol－1。
(4)催化剂表面积相同时，温度高的反应先达到平衡，则T2>T1；若催化剂的表面积S1>S2，则在T1、S2条件下，反应比在T1、S1条件下后达到平衡，催化剂不能改变平衡状态，故最终c(NO)与在T1、S1条件下相同。
(5)反应中每转移3 mol电子时，生成1 mol N2，A对；增大一种反应物的浓度时，另一种反应物的转化率增大，B错；该反应为放热反应，生成物的能量低于反应物的，C错；催化剂不影响平衡移动，D错。
练习册系列答案
相关题目
2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。

据此判断:
①该反应的ΔH　　0(填“>”或“<”)。 
②在T2温度下,0～2 s内的平均反应速率v(N2)=　　　　。 
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是　　　　(填代号)。 


(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)     ΔH1="-867" kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g)   ΔH2="-56.9" kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式:　                 。 
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为　                   。 
氨是氮循环过程中的重要物质,氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。
(1)根据图1提供的信息,写出该反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,在图1中曲线　　　　　　　(填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线。 

(2)在恒容容器中,下列描述中能说明上述反应已达平衡的是　　　　。 
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.单位时间内生成n mol N2的同时生成2n mol NH3
C.混合气体的密度不再改变
D.容器内压强不随时间的变化而变化
(3)一定温度下,向2 L密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,保持体积不变,0.5 min后达到平衡,测得容器中有0.4 mol NH3,则平均反应速率v(N2)=　　　　　　,该温度下的平衡常数K=　　　　　　　。若升高温度,K值变化　　　　(填“增大”、“减小”或“不变”)。 
(4)为了寻找合成NH3的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
实验编号
T(℃)
n(N2)/n(H2)
p(MPa)
ⅰ
450
1/3
1
ⅱ
　 
　 
10
ⅲ
480
　 
10
 
A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
B.根据反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的特点,在给出的坐标图2中,画出其在1 MPa和10 MPa条件下H2的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。
近几年，大气污染越来越严重，雾霾天气对人们的生活、出行、身体健康产生许多不利的影响。汽车尾气是主要的大气污染源。降低汽车尾气危害的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生的反应为：

则,△H=__________kJ（用含a、b、c、d的式子表示）。
（2）某温度下，向容积为1L的容器中充人3 mol NO和1 mol CO, NO的转化率随时间的变化如下图所示。

回答下列问题：
①该温度下，化学平衡常数K=___________，平衡时CO的转化率为__________。
②A点的逆反应速率逆(CO)___________B点的逆反应速率(NO)（填“>”、“<”或“=”）。
③下列图像正确且能表明在时间T1时刻反应一定处于平衡状态的是__________。

如果该反应达平衡后，降低温度，平衡常数增大，则△H___________0（填“>”、“< ”或“=”）
④达平衡后，将容器的容积扩大一倍，下列说法正确的是
A．平衡向正反应方向移动B．CO的体积分数增大
C．平衡常数减小D．一氧化碳的浓度增大
已知下列热化学方程式：Zn(s) + 1/2 O2(g)＝ ZnO(s) △H1；Hg(l) + 1/2 O2(g)＝HgO(s) △H2；
则 Zn(s)+ HgO(s)＝Hg(l)+ ZnO(s)，△H值为
A．△H2－△H1B．△H2+△H1C．△H1－△H2 D．－△H1－△H2
已知25 ℃、101 kPa时，1 mol H2与溴蒸气完全反应生成气态溴化氢放出能量Q kJ，则下列热化学方程式书写正确的是   (　　)。
A．H2(g)＋Br2(g)=2HBr(g) ΔH＝－2Q kJ·mol－1
B．H2(g)＋Br2(l)=2HBr(g)　 ΔH＝－Q kJ·mol－1
C．H2(g)＋Br2(g)=HBr(g)ΔH＝＋kJ·mol－1
D．HBr(g)=H2(g)＋Br2(g)ΔH＝＋kJ·mol－1
甲醇是一种重要的可再生能源，工业上可用CO和H2合成。
（1）已知：CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g) △H＝—283 kJ·mol—1
CH3OH(l)＋3/2O2(g)＝CO2(g) ＋2H2O(l) △H＝—725kJ·mol—1
若要求得CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(l)的△H，还需要知道反应（用化学方程式表示）                                的焓变。
（2）在Cu2O/ZnO做催化剂的条件下，将CO(g)和H2(g)充入容积为2L的密闭容器中合成CH3OH(g)，反应过程中，CH3OH的物质的量（n）与时间（t）及温度的关系如图。

根据题意回答下列问题：
①反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝       ；
升高温度，K值          （填“增大”、“减小”
或“不变”）。
②在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝                。
③若其它条件不变，对处于Z点的体系，将体积压缩至原来的1/2，达到新的平衡后，下列有关该体系的说法正确的是           。
a．氢气的浓度与原平衡比减少        b．正、逆反应速率都加快
c．甲醇的物质的量增加              d．重新平衡时n(H2) /n(CH3OH)增大
④据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变，原因是：                                  （写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明）。
（15分）资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。
（1）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知：
①2NH3（g）＋ CO2（g）＝ NH2CO2NH4（s）    △H ＝ -159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4（s）＝ CO(NH2)2（s）＋ H2O（g） △H ＝ +116.49 kJ·mol-1
③H2O（l）＝ H2O（g） △H ＝+88.0 kJ·mol-1
试写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式                           。
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)  ΔH＜0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO2：0.2mol·L—1，H2：0.8mol·L—1，CH4：0.8mol·L—1，H2O：1.6mol·L—1，起始充入CO2和H2的物质的量分别为         、          。CO2的平衡转化率为              。
②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、II，在I中充入1 molCO2,和4 molH2，在II中充入1 mol CH4和2 mol H2 O(g) ，300℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是                （填字母）。
A．容器I、II中正反应速率相同
B．容器I、II中CH4的物质的量分数相同
C．容器I中CO2的物质的量比容器II中的多
D．容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1
（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示：

①上述生产过程的能量转化方式是       。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为               ，阴极的电极反应式为                          。
将1000 mL 0．1 mol·L－1 BaCl2溶液与足量稀硫酸充分反应放出a kJ热量；将1000 mL 0．5 mol·L－1 HCl溶液与足量CH3COONa溶液充分反应放出b kJ热量(不考虑醋酸钠水解)；将500 mL 1 mol·L－1 H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba(可溶性强电解质)溶液反应放出的热量为
A．(5a－2b) kJB．(2b－5a) kJ
C．(5a＋2b) kJD．(10a＋4b) kJ

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