题目内容

2012年始，雾霾天气无数次肆虐家乡邯郸。其中，燃煤和汽车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)。△H＜0
①该反应平衡常数表达式                        
②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。
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：Ⅰ CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　△H＝－867 kJ/mol
Ⅱ 2NO2(g)N2O4(g)  △H＝－56.9 kJ/mol
Ⅲ 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）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL1mol/L食盐水,电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L（设电解后溶液体积不变）.
①甲烷燃料电池的负极反应式：                                          。
②电解后溶液的pH=        (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)
③阳极产生气体的体积在标准状况下是       L
（1）①[CO2]2[ N2]/[ NO]2[CO]2② bd 
（2）CH4(g)+N2O4(g) =N2(g) +2H2O(g) + CO2(g) △H= —898.1kJ/mol
（3）①CH4 —8e— + 2H2O =CO2 + 8H+   ②14 ③ 1.68L

试题分析：（1）①根据化学平衡常数的书写规律：生成物平衡浓度系数次幂的积比反应物平衡浓度系数次幂的积，写出[CO2]2[ N2]/[ NO]2[CO]2；②a、可逆反应达平衡后正、逆速率相等且不再变化，由图像知，t1时刻V正最大，随反应进行速率发生变化，未到达平衡，错误；b、该反应正反应为放热反应，随反应进行温度升高，化学平衡常数减小，到达平衡后，温度为定值，平衡常数不变，图象与实际符合，正确；c、t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，t1时刻未到达平衡状态，错误；d、随着反应的进行NO的质量分数逐渐减小，t1时刻NO的质量分数不变，处于平衡状态，正确；答案bd；
（2）已知：Ⅰ CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　△H＝－867 kJ/mol Ⅱ 2NO2(g)N2O4(g)  △H＝－56.9 kJ/mol Ⅲ H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH ＝ －44.0 kJ／mol，根据盖斯定律，Ⅰ-Ⅱ+Ⅲ×2得CH4(g)+N2O4(g) =N2(g) +2H2O(g) + CO2(g) △H= —898.1kJ/mol；
（3）①甲烷燃料电池中甲烷在负极发生氧化反应酸性条件下生成CO2-和H2O，负极电极反应式为CH4 —8e— + 2H2O =CO2 + 8H+ ，②根据题意知，n(NaCl)=0.1mol该电解过程为先电解饱和食盐水，后电解水，根据电解方程式2Cl- + 2H2O  H2↑ + Cl2↑ + 2OH-，代入数据计算得n(OH-)=0.1mol，浓度为1mol/L，电解后溶液的pH=14；③n(NaCl)=0.1mol，电解产生氯气的物质的量为0.05mol，根据题意该电解过程为先电解饱和食盐水，后电解水，电极反应式为2H+ + 2e-=H2↑  2Cl- - 2e-=Cl2↑ 4OH- - 4e-=O2↑ + 2H2O，阴极产生的氢气的物质的量为0.1mol，根据电子守恒可得：2n（H2）=2n（Cl-）+4n（O2）代入数据计算得n（O2）=0.025mol,阳极共产生气体0.075mol,体积为1.68L。
练习册系列答案
相关题目
甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO ( g ) + 2H2 ( g ) CH3OH ( g ) △H＝-90.8 kJ·mol－1 在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH2，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态A 时，容器的体积为20 L。

（1）该反应的化学平衡常数表达式为     。
（2）如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2，则在平衡状态B时容器的体积V（B）=        L。
（3）关于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在化学平衡状态时的描述正确的是  （填字母）。
A．CO的含量保持不变       B．容器中CH3OH浓度与CO浓度相等
C．2V正（CH3OH）=V正（H2）D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（4）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，按照相同的物质的量 投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是     。
                    
A．温度：T1 < T2 <T3
B．正反应速率：ν（a）>ν（c）； ν（b）>ν（d）
C．平衡常数： K(a) ="K(c)" ； K(b) >K(d)
D．平均摩尔质量：M(a)<M(c)； M(b)>M(d)
（5）已知CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） △H=" +" 41.3 kJ·mol－1，试写出由
CO2和H2制取甲醇的热化学方程式     。
“富煤、贫油、少气”是我国能源发展面临的现状。随着能源的日益紧张，发展“煤化工”对我国能源结构的调整具有重要意义。下图是煤化工产业链之一。

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出热值很高的煤炭合成气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。
（1）已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)            ΔH1＝－393.5 kJ·mol–1          ①
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)      ΔH2＝＋131.3 kJ·mol–1          ②
则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)，ΔH= _________kJ·mol–1。在标准状况下，33.6 L的煤炭合成气(设全部为CO和H2)与氧气完全反应生成CO2和H2O，反应中转移______mole－。
（2）在一恒容的密闭容器中，由CO和H2合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①下列情形能说明上述反应已达到平衡状态的是_______
a．体系压强保持不变
b．密闭容器中CO、H2、CH3OH(g)3种气体共存
c．CH3OH与H2物质的量之比为1:2
d．每消耗1 mol CO的同时生成2molH2
②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。

A、B两点的平衡常数_____(填“前者”、“后者”或“一样”)大；达到A、C两点的平衡状态所需的时间tA      tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是_____________(答出两点即可)。
（3）工作温度650℃的熔融盐燃料电池，是用煤炭气(CO、H2)作负极燃气，空气与CO2的混合气体为正极燃气，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质，以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为：CO + H2－4e－ + 2CO32－= 3CO2+H2O；则该电池的正极反应式为____________。
（1）已知：①Fe(s)+1／2O2(g)=FeO(s)      △H1=-272.0KJ·mol-1
②2Al(s)+3／2(g)=Al2O3(s)    △H2=-1675.7KJ·mol-1
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是__                                 __。
某同学认为，铝热反应可用于工业炼铁，你的判断是_   (填“能”或“不能”)，你的理由                                                                          

（2）反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A．B，如图所示。①据图判断该反应是  (填“吸”或“放” )热反应，当反应达到平衡后，其他条件不变，，升高温度，反应物的转化率将      (填“增大”、 “减小”或“不变”)。
②其中B历程表明此反应采用的条件为    
(填字母)。
A.升高温度        B.增大反应物的浓度
C.降低温度        D.使用催化剂
心脏起搏器电源—锂碘电池的电池反应为：2 Li(s) + I2 (s) =" 2" LiI(s)  ΔH
已知：4 Li(s) + O2 (g) =" 2" Li2O(s)            ΔH1
4 LiI(s) + O2 (g) =" 2" I2 (s) + 2 Li2O(s)    ΔH2        则下列说法正确的是(   )
A．ΔH=1/2ΔH1 -ΔH2B．ΔH=1/2ΔH1 +ΔH2
C．ΔH=1/2ΔH1 -1/2ΔH2D．ΔH=1/2ΔH1 +1/2ΔH2
氮及其化合物与人类各方面有着密切的联系。Ⅰ现有一支15mL的试管，充满NO倒置于水槽中，向试管中缓缓通入一定量氧气，当试管内液面稳定时，剩余气体3mL。则通入氧气的体积可能为                mL。
Ⅱ目前，消除氮氧化物污染有多种方法。
（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-574kJ/mol"
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-1160kJ/mol"
③H2O(g)= H2O(l)                     △H=-44kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g) 、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式                           。  
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为：
某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T0C)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是_______ ；（选填字母代号）
A．容器内CO2的浓度保持不变
B．v正(N2)="2" v正(NO)
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
E．混合气体的平均相对分子质量保持不变
②前20分钟，平均反应速率v(NO)=                      。v(NO)=（0．1- 0．04）/ 20 = 0．003mol·L-1· min-1
③在T0C时，该反应的平衡常数为_______(保留两位小数)；
④在30 min，改变某一条件反应重新达到平衡，则改变的条件是_______                      。
（3）科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为：

研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。
实验编号
T(0C)
NO初始浓度
（mol/L）
CO初始浓度
（mol/L）
催化剂的比
表面积(m2/g)
Ⅰ
280
1．20×10-3
5．80×10-3
82
Ⅱ
a
b
c
124
Ⅲ
350
d
e
124
 
上表中：a=_______,b=________,e=________ 。
氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：
（1）右图是N2和H2反应生成2 mol NH3过程中能量变
化示意图，写出生成NH3的热化学方程式：
_____________________________________________
___________________________。
（2）由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化
学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过
程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。
已知反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。
试根据表中所列键能数据估算a的数值：________。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能kJ·mol－1
436
391
945
 
甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。
（1）为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)    △H＝－49.0kJ/mol
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右图。请回答：

①从反应开始到平衡，氢气的反应速率：v(H2)＝                        。
②能够说明该反应已达到平衡的是_________。
A．恒温、恒容时，容器内的压强不再变化
B．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化
C．一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D．一定条件下，单位时间内消耗3molH2的同时生成1molCH3OH
③下列措施中能使平衡混合物中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是           。
A．加入催化剂                B．充入He(g)，使体系压强增大
C．将H2O(g)从体系中分离      D．降低温度
④求此温度(T1)下该反应的平衡常数K1＝                (计算结果保留三位有效数字)。
⑤另在温度(T2)条件下测得平衡常数K2，已知T2＞T1，则K2     (填“＞”、“＝”或“＜”)K1。
（2）以CH3OH为燃料(以KOH溶液作电解质溶液)可制成CH3OH燃料电池(电池总反应式：2CH3OH＋3O2＋4OH－＝2CO32－＋6H2O)，则充入CH3OH的电极为  极，充入O2的电极反应式              。
（3）已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g)  △H1
②2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) △H2
则1mol甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水时反应的△H＝                   。（用含△H1、△H2的式子表示）
运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义

（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3；   2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），混合体系中SO3  的百分含量和温度的关系如下图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）．根据图示回答下列问题，
①2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）的△H     0
（填“>”或“<”）：若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡             移动（填“向左”“向右”或“不”）
②若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1，K2，则K1        K2；反应进行到状态D时，            （填“>”“<”或“=”）
（2）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农 业生产、生活中有着重要作用，

①如图是一定的温度和压强下N2和H2反应生成lmolNH3过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学方程式：                                                     
（△H的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示）
②氨气溶于水得到氨水，在25℃下，将a mol·L-1的氨水与b mol·L-1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，则c（NH4+）     c（Cl-）（填“>”、“<”或“=”）；用含a和b的代数式表示出该混合溶液中氨水的电离平衡常数             .
（3）海水中含有大量的元素，常量元素如氯，微量元素如碘，其在海水中均以化合态存在，在25℃下，向0．1L0.002mol·L-l的NaCl溶液中逐滴加入适量的0．1L0.002mol·L-l硝酸银溶液，有白色沉淀生成，从沉淀溶解平衡的角度解释产生沉淀的原因是                    ，向反应后的浊液中继续加入0．1L0.002mol·L-1的NaI溶液，看到的现象是              ，产生该现象的原因是（用离子方程式表示）                                        。
（已知：25℃时KSP（AgCl）=1.6×l0-10     KSP（AgI）=1.5×l0-16）

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网