题目内容

研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为      。利用反应6NO2＋ 8NH37N2＋12 H2O也可处理NO2。当转移1.2 mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是      L。
（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）              ΔH="-196.6" kJ·mol-1
2NO（g）+O2（g）2NO2（g）              ΔH="-113.0" kJ·mol-1
则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH=      kJ·mol-1。
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是           。[来源:Z|xx|k.Com]
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变
d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6，则平衡常数K＝         。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH     0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是       。

（1）3NO2＋H2O=NO＋2HNO3     6.72
（2）－41.8     b     8/3
（3）< 在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增大压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加（3分）

解析试题分析：（1）二氧化氮与水反应的方程式为3NO2＋H2O=NO＋2HNO3；在6NO2＋ 8NH37N2＋12 H2O反应中，每消耗6mol二氧化氮，转移电子24mol电子，当转移1.2 mol电子时，消耗二氧化氮0.3mol标准状况下的体积是6.72L
（2）根据盖斯定律得：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）        ΔH="-196.6" kJ·mol-1    （1）
2NO（g）+O2（g）2NO2（g）        ΔH="-113.0" kJ·mol-1      （2）
NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH可由[（1）-（2）] ÷2得到ΔH="-41.8" kJ·mol-1；
该反应的特点是反应前后气体体积无变化的可逆反应，a、气体的压强始终不变，不能作为平衡到达的标志，错误；b、随着反应的进行气体的颜色逐渐变浅，达平衡时，气体颜色不再变化，正确；c、SO3和NO的体积比在反应的过程中始终不变，不能作为平衡到达的标志，错误；d、对逆反应而言，每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2，不能作为平衡到达的标志，错误；答案选b。
设达平衡时SO3、NO的浓度为x，则消耗NO2、SO2的浓度也为x，剩余NO2、SO2的浓度为1-x、2-x,所以（1-x）/(2-x)=1:6,解得x=0.8，所以平衡常数K=0.82/0.2×1.2=8/3
（3）由图知，随温度升高CO的平衡转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动。正反应为放热反应，ΔH<0,
实际生产时，选择1.3×104kPa的理由是在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加
考点：考查化学方程式的书写，盖斯定律的应用，平衡状态的判断，平衡常数的计算及解决分析图像的能力

练习册系列答案
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（16分）MnO2与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾（K2MnO4）和KCl，K2MnO4溶液经酸化后转化为MnO2和KMnO4。一种MnO2制备KMnO4的方法如下：

（1）写出“溶化氧化”的化学反应方程式：                       ；
（2）从溶液②中得到KMnO4粗晶体的方法是                       ；
（3）上述流程中可以循环使用的物质是                       ；
（4）理论上（若不考虑制备过程中的损失与物质循环）1mol MnO2可制的   mol KMnO4；
（5）已知293K时醋酸钾的溶解度为217g，硫酸钾的溶解度为11.1g，请解释酸化过程中采用醋酸而不采用盐酸或硫酸的原因：
①不采用盐酸的原因：                                  ；
②不采用硫酸的原因：                                  。
（6）采用上述流程制备KMnO4产率并不高，为提高产率，还可以采用以下两种方法：
①在K2MnO4溶液中通入氯气，写出该反应的离子方程式                      ；
②电解K2MnO4溶液，电解的总反应离子方程式为                。

按要求填空。
(1)在S2－、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、S、I－、H＋中，只有氧化性的是       ，只有还原性的是       ，既有氧化性又有还原性的是       。
(2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平)
①NO＋HNO3―→N2O3＋H2O
②NH3＋NO―→HNO2＋H2O
③N2O4＋H2O―→HNO3＋HNO2
其中你认为一定不可能实现的是       。
(3)下列三个氧化还原反应中，氧化性最强的物质是     。
①2FeCl3＋2KI=2FeCl2＋2KCl＋I2
②2FeCl2＋Cl2=2FeCl3
③2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
若溶质中Cl－与I－共存，为了氧化I－而Cl－不被氧化，除单质外，还应用上述反应中的       作氧化剂。

氮氧化物是大气污染物之一，消除氮氧化物的方法有多种。

（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：
①CH4 (g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）  △H ＝－574 kJ/mol
②CH4(g)＋4NO(g）＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g） △H ＝－1160 kJ/mol
则CH4 将NO2 还原为N2 的热化学方程式为：                        。
（2）利用NH3催化还原氮氧化物（SCR技术)。该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。 反应的化学方程式为:为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是                                  （写出1条即可）。
（3）利用ClO2氧化氮氧化物。其转化流程如下:  NONO2N2。已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ ClO2 + H2O ＝NO2 + HNO3 + HCl，则反应Ⅱ的化学方程式是              ；若生成11.2 L N2（标准状况），则消耗ClO2          g 。
（4）用活性炭还原法处理氮氧化物．有关反应为：C（s）+2NO（g）N2 （g）+CO2 （g）△H．某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T1℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度/mol?L-1/
时间/min
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.040
0.030
0.030
30
0.040
0.030
0.030
40
0.032
0.034
0.017
50
0.032
0.034
0.017
 
①T1℃时，该反应的平衡常数K=           （保留两位小数）．②30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是               ．③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则该反应的△H    0（填“＞”、“=”或“＜”）．

2013年底，上海青浦发生一家三口误食亚硝酸盐造成两男孩身亡的惨剧。常见的亚硝酸盐主要是亚硝酸钠（NaNO2），它是一种白色不透明晶体，虽然形状很像食盐，而且有咸味，但有毒。亚硝酸钠和氯化钠的部分资料如下表：

 
亚硝酸钠（NaNO2）
氯化钠（NaCl）
水溶性
易溶，溶液呈弱碱性
易溶，溶液呈中性
熔点
271℃
801℃
沸点
320℃会分解
1413℃
跟稀盐酸作用
有红棕色的NO2气体放出
无反应
完成下列填空：
（1）氮元素最外层电子排布式为________，氮原子核外电子共占据了___个轨道。亚硝酸钠中各元素原子半径由大到小依次为_________，亚硝酸的电离方程式为：_______________________。
（2）亚硝酸盐中毒是因为亚硝酸盐可将正常的血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，即血红蛋白中的铁元素由二价变为三价，失去携氧能力，使组织出现缺氧现象．美蓝是亚硝酸盐中毒后的有效解毒剂．下列说法不正确的是(  )
A．高铁血红蛋白的还原性比亚硝酸盐弱
B．药品美蓝应具有还原性
C．中毒时亚硝酸盐发生还原反应
D．解毒时高铁血红蛋白被还原
（3）NaNO2有毒，将含该物质的废水直接排放会引起水体的严重污染，所以这种废水必须处理后才能排放。处理方法之一：在酸性条件下， NaNO2与KI的物质的量为1:1时恰好完全反应，且I-被氧化为I2，此时产物中含氮的物质(A)为________（填化学式）。若利用上述方法制A，现有两种操作步骤：①先将废水酸化后再加KI；②先将KI酸化后再加入废水。哪种方法较好？____（填序号。假设废水中其它物质不反应）
（4）如要鉴别亚硝酸钠和氯化钠固体，下列方法不可行的是
A．观察并比较它们在水中的溶解速度       B．测定它们各自的熔点
C．在它们的水溶液中滴加甲基橙          D．在酸性条件下加入KI淀粉试液

(1)电解饱和食盐水之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－等杂质离子，使用的试剂和操作有a.Na2CO3溶液，b.Ba(OH)2溶液，c.稀盐酸，d.过滤，其合理的加入顺序为________(填字母代号)。
(2)电解饱和食盐水时离子交换膜的作用是_____________________________
(3)电解饱和食盐水时，如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中，1 min在阳极可产生11.2 L(标准状况)Cl2，这时溶液的pH是(设体积维持不变)________。
(4)Cl2常用于自来水的杀菌消毒，现有一种新型消毒剂ClO2，若它们在杀菌过程中还原产物均为Cl－，消毒等量的自来水，所需Cl2和ClO2的物质的量之比为________。

物质在水溶液中有不同的行为。按要求回答下列问题：
（1）Na2SO3溶液显碱性，其原因是______________________________(用离子方程式表示)，该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______________________。
（2）室温下向10mL氨水溶液中加水稀释后，下列量增大的有__________(填编号，下同)，减小的有___________，不变的有____________。
a．溶液中离子浓度         b．氨水的电离程度
c．水的离子积常数          d．c(H+)/ c(NH3·H2O)
（3）亚氯酸钠（NaClO2）是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl。取等质量已变质和未变质的NaClO2试样均配成溶液，分别与足量FeSO4溶液反应时，消耗Fe2+的物质的量               （填“相同”或“不相同”），其原因是                                   。

高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，使高铁酸钾析出。
(1)干法制备高铁酸钾的主要反应为：2FeSO4＋ 6Na2O2=2Na2FeO4＋ 2Na2O ＋ 2Na2SO4＋ O2↑
①该反应中的氧化剂是________，还原剂是________，每生成1 mol Na2FeO4转移________mol电子。
②简要说明K2FeO4作为水处理剂时所起的作用__________________________________
(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种粒子：Fe(OH)3、ClO－、OH－、FeO42—、Cl－、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾反应的离子方程式：____________________________
________________________________________________________________________。
②每生成1 mol FeO42—转移________mol电子，若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物的物质的量为________mol。
③低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4)，说明什么问题_______________________________________________。

“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：(将配平后的系数填在横线上)
__ C+ __ KMnO4+ ___ H2SO4→___CO2↑+ ___MnSO4 + ___K2SO4+ ___H2O 
当反应中有2．408×1024个电子发生转移时，还原剂的质量为              
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下两组数据：

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
x
2．0
1．6
2．4
6
2
900
2．0
1．0
0．4
1．6
3
 
①实验1中以v(CO2）表示的反应速率为            (要求2位有效数字，下同)；实验2达到平衡时CO的体积分数为             。
②若反应的平衡常数大，处理CO的效率高，则增大该反应平衡常数的措施有         。
③900℃时，该密闭容器中，加入4 molCO，3 mol H2O ，4mol CO2和2．4mol H2，比较此时正、逆反应速率的大小：v正 ______ v逆 （填“＞”、“＜”或“＝”)。
④一定条件下上述反应在某体积固定的密闭容器中进行，能说明该反应已经达到平衡状态的有    。 
A．容器中气体的平均分子量不随时间而变化   
B．消耗1molH2的同时消耗1molCO
C．容器中气体的密度不随时间而变化         
D．CO2的体积分数不随时间而变化     
（3）汽车尾气的排放对空气造成污染。目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效将尾气中的有害气体转化。如：
①CO (g)+NO2(g) ＝CO2(g) + NO (g)  ΔH ＝－a kJ／mol   (a＞0)
②  2CO (g)+2NO(g) ＝2CO2(g) )+ N2 (g)  ΔH ＝－b kJ／mol  (b＞0)
若用标准状况下3．36LCO还原NO2至N2(CO完全反应)时放出的热量为         kJ(用含a和b的代数式表示，下同)；并写出该反应的热化学方程式                                。

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