题目内容
【题目】国家实施“青山绿水工程”，大力研究脱硝和脱硫技术。
(1)H2在催化剂作用下可将NO还原为N2。下图是该反应生成1mol水蒸气的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式________________________________。
(2)臭氧也是理想的烟气脱硝剂，其脱硝的反应之一为2NO2(g)+O3(g)
N2O5(g)+O2(g)，不同温度下，在两个恒容容器中发生上述反应，相关信息如下表及图所示，回答下列问题:
容器 | 甲 | 乙 |
容积/L | 1 | 1 |
温度/K | T1 | T2 |
起始充入量 | lmolO3 2mol NO2 | lmolO3 2mol NO2 |
①0-10min内甲容器中反应的平均速率：v(O3) =_______mol·L-1·min-1 。
②T1________T2 (填“>”“<”或“=”)，T1时，该反应的平衡常数K的值为____________。
③下列措施能提高容器乙中NO2转化率的是________(填序号)。
A.向容器中充入He，增大容器的压强 B.升高容器的温度
C.向容器中再充人一定量的NO2 D.向容器中再充入lmol O3和2mo NO2
④T1时，若起始时向容器甲中充入2mo1 NO2、lmolO3、2mollN2O5和2molO2，则脱硝反应达到平衡前，v(正)________v(逆) (填“>”“<”“=”)。
(3)废水处理时，通H2S(或加S2－)能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25°℃，某废液中c(Mn2+)=0.02mol·L－1，调节废液的pH使Mn2+开始沉淀为MnS时，废液中c(H2S)=0.1mol·L－1，此时pH约为___________。(已知：Ksp(MnS)=5.0×10－14，H2S的电离常数：K1=1.5×10－7，K2=6.0×10－15，1g6=0.8)
【答案】2H2(g)+2NO(g) = N2(g)+2H2O(g) ΔH=2(E1-E2)kJ·mol 1 0.02mol·(L·min)－1 ＜ 0.5 L/mol D ＜ 5.2
【解析】
（1）在催化剂作用下H2与NO发生氧化还原反应生成N2和水，由图可知，该反应为放热反应；
（2）①0-10min内甲容器中N2O5的浓度变化量Δc（N2O5）为0.2 mol·L-1，由方程式可知O3的浓度变化量Δc（O3）为0.2mol·L-1，由速率公式计算；
②由图象可知，乙先达到平衡，根据先拐先平数值大，则乙的温度较高；由题给数据建立三段式计算平衡常数；
③依据化学平衡移动原理分析解答；
④依据浓度熵的计算结果分析判断；
（4）先依据溶度积Ksp(MnS)计算c(S2—)，再依据H2S的电离常数K1和K2计算溶液中c(H + )。
（1）在催化剂作用下H2与NO发生氧化还原反应生成N2和水，由图可知，该反应为放热反应，热化学方程式为2H2(g)+2NO(g) = N2(g)+2H2O(g) ΔH=2(E1-E2)kJ·mol 1，故答案为：2H2(g)+2NO(g) = N2(g)+2H2O(g) ΔH=2(E1-E2)kJ·mol 1；
（2）①0-10min内甲容器中N2O5的浓度变化量Δc（N2O5）为0.2 mol·L-1，由方程式可知O3的浓度变化量Δc（O3）为0.2mol·L-1，v(O3) =
=
=0.02mol·(L·min)－1，故答案为：0.02mol·(L·min)－1；
②由图象可知，乙先达到平衡，根据先拐先平数值大，则乙的温度较高，T1<T2；T1温度下达到平衡时，c（N2O5）为0.5 mol·L-1，由已知数据建立如下三段式：
2NO2(g)+O3(g)
N2O5(g)+O2(g)
起（mol/L） 2 1 0 0
变（mol/L） 1 0.5 0.5 0.5
平（mol/L） 1 0.5 0.5 0.5
平衡常数K=
=
=0.5L/mol，故答案为：＜；0.5 L/mol；
③A、恒容容器中，向容器中充入He，各物质的浓度不变，平衡不移动，NO2转化率不变，A错误；
B、该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，NO2转化率减小，B错误；
C、向容器中再充入一定量的NO2，平衡正向进行，但NO2转化率减小，C错误；
D、向容器中再充入lmolO3和2moNO2，相当于增大压强，平衡正向进行，NO2转化率增大，故D正确；
故选D，故答案为：D；
④T1时，若起始时向容器甲中充入2molNO2、1molO3、2molN2O5和2molO2，浓度商Qc=
=1 L/mol＞K=0.5L/mol，平衡向逆反应方向移动，则脱硝反应达到平衡前，v（正）<v（逆），故答案为：<；
（4）Mn2+开始沉淀为MnS时，c(S2—)=
=
=2.5×10-12mol/L，溶液中c2(H + )=
=
，c(H + )=
=6×10-6mol/L，溶液pH=-lg(6×10-6)=6—0.8=5.2，故答案为：5.2。
互动课堂系列答案
激活思维智能训练课时导学练系列答案
【题目】一定温度时，向2.0 L恒容密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生反应：2SO2(g) ＋ O2(g)
2SO3(g)。经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：
t / s | 0 | t1 | t2 | t3 | t4 |
n(SO3) / mol | 0 | 0．8 | 1．4 | 1.8 | 1.8 |
下列说法正确的是
A．反应在前t1s 的平均速率v(O2) = 0.4/t1mol·L－1·s－1
B．保持其他条件不变，体积压缩到1.0 L，平衡常数将增大
C．相同温度下，起始时向容器中充入4 mol SO3，达到平衡时，SO3的转化率大于10%
D．保持温度不变，向该容器中再充入2 mol SO2、1 mol O2，反应达到新平衡时n(SO3)/n(O2)增大
【题目】用Cl2生产含氯有机物时会产生HCl，利用如下反应可实现氯的循环利用。4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)+Q(Q>0)在2L密闭容器中进行该反应，在不同时间测得实验数据如下表：
物质 物质的量 (mol) 时间 | HCl(g) | O2(g) | H2O(g) | Cl2(g) |
0min | 4 | 1 | 0 | 0 |
2min | 1.2 | 0.3 | 1.4 | |
3min | 1.2 | 0.3 | 1.4 | |
4min | 1.0 | 0.35 | 1.5 |
(1)计算0~2min内Cl2的平均生成速率___________________。 该反应合适的温度范围是380~440℃，选择该温度范围可能的原因是：①加快反应速率；②_______________________________。
(2)工业上用传感器检测反应容器中的气体压强，当压强保持不变时，表面反应已达平衡。能通过检测压强判断反应是否达到平衡状态的理由是__________________________。
(3)实验时，在3~4min之间改变了某一条件造成平衡移动。表中数据说明平衡向____移动(填“左”或“右”)；达到新平衡后，与原来相比平衡常数_______(填“变大”、“变小”、“不变”)。
(4)Cl2也可用于制备新型净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)。配平制备反应的化学方程式___Fe(NO3)3+___NaOH+___Cl2→___Na2FeO4+___NaNO3+___NaCl+___H2O若反应消耗3.36L Cl2(标准状况)，则转移电子的数目是________。
(5)用Na2FeO4杀菌消毒的优点是还原产物具有净水作用，缺点是还原产物会对铁制水管造成腐蚀，造成腐蚀的原理有________________________________________。