题目内容

2013年全国各地都遭遇“十面霾伏”。其中，机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化贡献较大。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H＜0
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）。
（下图中υ正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数）

（2）机动车尾气和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。已知：CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H＝－867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g)  △H＝－56.9 kJ/mol
H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式：                                    。
（3）用NH3催化还原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如图，采用NH3作还原剂，烟气以一定的流速通过两种不同催化剂，测量逸出气体中氮氧化物含量，从而确定烟气脱氮率（注：脱氮率即氮氧化物转化率），
反应原理为：NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。

①该反应的△S    0，△H     0（填“＞”、“＝”或 “＜”）。
②对于气体反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数（记作KP），
则上述反应的KP＝                。
③以下说法正确的是                 。
A．第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B．相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响
C．催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为                        。

（5）硝酸工业尾气中氮氧化物（NO和NO2）可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反应生成对大气无污染的气体。1 mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物（假设NO、NO2体积比为1:1）的质量为___________g。
（1）   bd      （各1分，共2分，选错不得分）
（2）CH4(g)+N2O4(g) =N2(g) +2H2O(g) + CO2(l) △H=" —898.1kJ/mol" （2分）
（3）① ＞（1分）　＜（1分）②KP＝ （2分） ； ③ C（2分）
（4）NO2+NO3— —e-=N2O5 （2分）  
（5）76g（2分）

试题分析：（1）a、正反应速率等于逆反应速率时，达到平衡状态，此时反应速率不再变化，所以图像不符合，错误；b、因为容器为绝热，所以t1时平衡常数不变，说明反应已达到平衡，正确；c、t1时CO、CO2的物质的量还在变化，没有达到平衡状态，错误；d、t1时NO的质量分数不再变化，说明反应已达到平衡，正确。
（2）首先写出化学方程式并注明状态，然后根据盖斯定律求出焓变，△H=?H1-?H2+2×?H3= —898.1kJ?mol?1，可写出热化学方程式。
（3）①、根据化学方程式可知气体的系数增大，说明?S>0；脱氨率达到最高点之后继续升高温度，脱氨率降低，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，?H<0。
②、根据化学方程式中物质的状态和系数可得：KP＝
③A、两种催化剂在本题温度时脱氮率不同，错误；B、改变压强，化学平衡移动，脱氮率发生变化，错误；
C、催化剂①在250℃时脱氮率最高，催化剂②在450℃左右脱氮率最高，正确。
（4）燃料电池中O2在正极上发生得电子反应，则NO2在负极上失电子生成更高价态的N2O5，电极方程式为：NO2+NO3— —e-= N2O5
（5）尿素吸收NO、NO2生成对大气无污染的气体，则化学方程式为：CO(NH2)2 + NO +NO2 =2N2 +CO2+2H2O，1mol尿素反应吸收1mol NO和1mol NO2，质量为：30g+46g=76g。
练习册系列答案
相关题目
大气中的部分碘源于O3对海水中I－的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。

(1)O3将I－氧化成I2的过程由3步反应组成：
①I－(aq)＋ O3(g)===IO－(aq)＋O2(g)　ΔH1
②IO－(aq)＋H＋(aq)HOI(aq)　ΔH2
③HOI(aq)＋I－(aq)＋H＋(aq)I2(aq)＋H2O(l)　ΔH3
总反应的化学方程式为_________________________________，其反应热ΔH＝________。
(2)在溶液中存在化学平衡：I2(aq)＋I－(aq)I3—(aq)，其平衡常数表达式为________。
(3) 为探究Fe2＋对O3氧化I－反应的影响(反应体系如上图)，某研究小组测定两组实验中I3—浓度和体系pH，结果见下图和下表。
编号
反应物
反应前pH
反应后pH
第1组
O3＋I－
5.2
11.0
第2组
O3＋I－＋Fe2＋
5.2
4.1
 

图2
①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是_____________________________
②图1中的A为________。由Fe3＋生成A的过程能显著提高I－的转化率，原因是_____________________________________________
③第2组实验进行18 s后，I3—浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)________。
A．c(H＋)减小　　　B．c(I－)减小   C．I2(g)不断生成  D．c(Fe3＋)增加
(4)据图2，计算3～18 s内第2组实验中生成I3—的平均反应速率(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
下列说法正确的是（　　）。
A．反应A（g） 2B（g）　ΔH，若正反应的活化能为Ea kJ·mol－1，逆反应的活化能为Eb kJ·mol－1，则ΔH＝（Ea－Eb） kJ·mol－1
B．标准状况下，向0.1 mol·L－1的氨水中加入少量氯化铵晶体，若混合溶液pH＝7，则c（NH4+）＝c（Cl－）
C．足量的锌铜合金与100 mL pH＝1稀硫酸反应，反应3 s时测得pH＝2，假设反应前后溶液的体积保持不变，则3 s内产生氢气的平均速率是33.6 mL·s－1
D．将浓度为0.1 mol·L－1 HF溶液加水不断稀释过程中，电离平衡常数Ka（HF）保持不变，始终保持增大
(1)已知：H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
H2(g)=H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
O2(g)=O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ·mol－1
H2O(l)=H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
请写出液氢和液氧反应生成气态水的热化学方程式：__________________________
电解质溶液为KOH溶液的氢氧燃料电池，其负极的电极反应式为____________________________________。
(2)如图表示373 K时，反应A(g)2B(g)在前110 s内的反应进程。

①此反应的平衡常数表达式K＝________。
②373 K时反应进行到70 s时，改变的条件可能是________，反应进行到90 s时，改变的条件可能是________。
A．加入催化剂B．扩大容器体积C．升高温度D．增大A的浓度
③请在图中画出反应物A在0～70 s时的浓度变化曲线。
CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃时，分别将0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密闭容器中发生反应，测得有关数据如下表：
实验
编号
温度
时间/min
0
10
20
40
50
1
130 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
2
180 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
 
0.15
 
(1)开展实验1和实验2的目的是______________________________。
(2)180 ℃时，反应到40 min，体系________(填“是”或“否”)达到平衡状态，理由是__________________________；
CH4的平衡转化率为________。
(3)已知130 ℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下，反应时间t与转化率α(NO2)的关系如图所示，请在图像中画出180 ℃时，压强为p2(设压强p2>p1)的变化曲线，并做必要的标注。

(5)根据已知求算：ΔH2＝________。
CH4(g)＋4NO2(g)4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2
为减小和消除过量CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
（1）最近有科学家提出“绿色自由”构想：先把空气吹入饱和碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出，并使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下：

写出分解池中反应的化学方程式        。在合成塔中，当有4.4 kg CO2与足量H2
完全反应，可放出热量4947 kJ，写出合成塔中反应的热化学方程式           。   
（2）以CO2为碳还可以制备乙醇，反应如下：
2CO2(g) + 6H2(g)= CH3CH2OH(g) + 3H2O(g) △H=－173.6kJ/mol
写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反应的热化学方程式        。
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应为     。
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为       。当电子转移     mol时，参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）。
（4）以甲醇为燃料还可制作新型燃料电池，电池的正极通入O2，负极通入甲醇，用熔融金属氧化物MO作电解质（可传导O2－）。该电池负极发生的电极反应是     ；放电时，O2－移向电池的   （填“正”或“负”）极。
已知： 2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l)    △H＝─571.6 kJ/mol，
CO(g)＋O2(g ) = CO2( g )   △H＝─283.0 kJ / mol 。
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ 热量，同时生成 3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为
A．2:1 B．1:2 C．1:1D．2:3
已知在1×105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是
A．H2O(g)=H2(g)＋O2(g)ΔH＝242 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－484 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)=H2O(g)ΔH＝242 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝484 kJ·mol－1
100℃时，在1L恒温恒容的密闭容器中，通入0.1 mol N2O4，发生反应：N2O4(g) 2NO2(g);△H=" +57.0" kJ·mol-1，NO2和N2O4的浓度如图甲所示。NO2和N2O4的消耗速率与其浓度的关系如乙图所示，

（1）在0～60s内，以N2O4表示的平均反应速率为                    mol·L-1·s-1。
（2）根据甲图中有关数据，计算100℃时该反应的平衡常数K1=              =0.36mol.L-1.S-1
若其他条件不变，升高温度至120℃，达到新平衡的常数是k2，则k1       k2（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）反应进行到100s时，若有一项条件发生变化，变化的条件可能是                   。
A．降低温度  B．通入氦气使其压强增大   C．又往容器中充入N2O4  D．增加容器体积
（4）乙图中, 交点A表示该反应的所处的状态为             。
A．平衡状态     B．朝正反应方向移动     C．朝逆反应方向移动     D．无法判断
（5）已知N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)         △H=" +67.2" kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)  △H=" -534.7" kJ·mol-1
N2O4(g) 2NO2(g)          △H=" +57.0" kJ·mol-1
则2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)      △H=           kJ·mol-1

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