题目内容

随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。
（1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。已知：
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－574kJ·mol­—1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－1160kJ·mol—1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程为                                  。
（2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化 转化器，发生如下反应：
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H＜0。        
若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示，该反应的化学平衡常数为K=           。

若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将      移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。
20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如上图所示的变化，则改变的条件可能是             （填序号）。
①加入催化剂　 ②降低温度　 ③缩小容器体积　 ④增加CO2的量
（3）肼（N2H4）用亚硝酸（HNO2）氧化可生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977。写出肼与亚硝酸反应的化学方程式                                        。
（1）CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=－867kJ·mol­－1（2分）
（2）k=" 5/144" 或0.0347 （2分）；   不（1分）；     ② （1分）
（3） N2H4 +HNO2==HN3 + 2H2O（2分）

试题分析：（1）根据盖斯定律，甲烷直接将NO2还原为N2的?H=1/2?H1+1/2?H2=－867kJ·mol­－1，所以热化学方程式为：CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=－867kJ·mol­－1
（2）根据图中所示浓度可知c(CO2)=0.4mol/L，则
K==
再向容器中充入CO、N2各0.6mol， Q仍为 5/144，所以平衡不移动；20min时，从图中看出平衡正向移动，N2起始浓度没变，所以选②。
（3） 根据氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977，可求得分子式为HN3，该反应的化学方程式为：N2H4 +HNO2==HN3 + 2H2O 
练习册系列答案
相关题目
（1） 8g液态的CH3OH在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳气体和液态水时释放出Q kJ的热量。试写出液态CH3OH燃烧热的热化学方程式                             。
（2）在化学反应过程中，破坏旧化学键需要吸收能量，形成新化学键又会释放能量。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/kJ·mol－1
436
391
945
已知反应N2＋3H2=2NH3　ΔH＝a KJ/mol。
试根据表中所列键能数据计算a的数值为：               。
（3）已知：C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)  ΔH1＝－393.5 kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)  ΔH2＝－571.6 kJ/mol
2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)  ΔH3＝－2599 kJ/mol
根据盖斯定律，由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的热化学方程式：
                                                          。
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）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式如下：6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H="-76.0" kJ·mol一1
①上述反应中每生成1 mol Fe3O4，转移电子的物质的量为_______mol。
②已知：C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H="+113.4" kJ·mol一1，则反应：3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO2(g)+4 H2 (g)  C H4 (g)+2 H2O(g)，向一容积为2 L的恒容密闭容器中充人一定量的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 0.2 mol·L一1，H2 0.8 mol·L一1，CH40.8 mol·L一1，H2O1.6 mol·L一1。则CO2的平衡转化率为________。300 ℃时上述反应的平衡常数K=____________________。200℃时该反应的平衡常数K=64.8，则该反应的△H_____(填“＞’’或“<”)O。
（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___________________。
氮可形成多种氧化物，如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是和。实验测得N－N键键能为167kJ·mol－1， NO2中氮氧键的平均键能为466 kJ·mol－1，N2O4中氮氧键的平均键能为438.5 kJ·mol－1。
（1）写出N2O4转化为NO2的热化学方程式：                             
（2）对反应N2O4(g)2NO2(g)，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是            

A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
（3）在100℃时，将0.40mol的NO2气体充入2 L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：
时间（s）
0
20
40
60
80
n(NO2)/mol
0.40
n1
0.26
n3
n4
n(N2O4)/mol
0.00
0.050
n2
0.080
0.080
 
①在上述条件下，从反应开始直至20 s时，二氧化氮的平均反应速率为        
②n3     n4（填“>”、“<”或“=”），该反应的平衡常数K的值为             ，升高温度后，反应2NO2N2O4的平衡常数K将      （填“增大”、“减小”或“不变”）。
③若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，N2O4的起始浓度是_____________mol·L－1。
已知H2O(g)＝ H2O(l)      △H1＝Q1 kJ／mol    
C2H5OH(g) ＝ C2H5OH(l),               △H2＝Q2 kJ／mol
C2H5OH(g)+3O2(g) ＝2CO2(g) + 3H2O(g),  △H3＝Q3 kJ／mol
若使用23 g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为（ ）kJ
A．Q1 +Q2 +Q3　　　　　B．0．5（Q1 +Q2 +Q3）
C．0．5Q1 –0．5Q2 +0．5Q3　　　D．1．5Q1 –0．5Q2 +0．5Q 3
甲醇是一种很好的燃料，工业上可用多种原料通过不同的反应制得甲醇。
（1）已知在常温常压下：

（2）工业上正在研究利用来生产甲醇燃料的方法，该反应为：

在某温度下，将6mol CO2和8molH2充入容积为2L的密闭容器中，8分钟时达平衡状态，H2的转化率为75%。请回答：
②用CH3OH表示该反应在0-8min内的平均反应速率v(CH3OH)=____．
②此温度下该反应平衡常数K=____________mol;
③若在上述平衡体系中，再充入2mol H2，反应达到平衡后H2的转化率____________75% （填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）一氧化碳与氢气也可以合成甲醇：
①若该反应在恒温恒容条件下进行，下列说法正确的是____；
a．若混合气体的密度不再改变，说明反应已达化学平衡状态
b．反应达到平衡后，通入CH3OH(g)使压强增大，平衡向右移动
c．反应达到平衡后，通入氩气使压强增大，平衡向右移动
d．反应达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小
e．若使用催化剂，会改变反应的途径，但反应的不变
②某温度下，在一个容积为2L的密闭容器中进行该反应，已知此温度下的平衡常数K=50L2/mol2，反应到某时刻测得各组分的物质的量如下：

请比较此时正、逆反应速率的大小：（填“>”、“<”或“=”）
二甲醚（CH3OCH3，沸点为-24.9℃）被称为21世纪的新型能源。科学家利用太阳能分解水生成的氢气与从烟道气中分离出的CO2在催化剂作用下合成二甲醚，并开发出直接以二甲醚为燃料的燃料电池。其合成流程如下：

（1）已知：CH3OCH3(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为：△H= -1455.0kJ·mol-1、△H=" -285.8" kJ·mol-1。写出以CO2、H2合成CH3OCH3的热化学方程式：                  ；
（2）15～20%的乙醇胺（HOCH2CH2NH2）水溶液具有弱碱性，上述合成线路中用作CO2吸收剂。写出吸收CO2反应的化学方程式                          ；
（3）一定条件下用CO2和H2合成二甲醚，反应物气流量对CO2的转化率、二甲醚的选择性（是指转化生成二甲醚的碳占已转化碳的比例）影响结果如图1所示，当控制气流量为28mL· min-1时，则生成0.3mol二甲醚需要通入CO2的物质的量为            ；

图1                                      图2
（4）图2为二甲醚燃料电池示意图。
①a电极的电极反应式为                           ；
②若以1.12 L·min-l（标准状况）的速率向该电池中通入二甲醚，用该电池电解50mL2 mol·L-1 CuSO4溶液，通电0.50 min后，计算理论上可析出金属铜的质量为        。
已知下列热化学方程式：
Zn(s)＋ O2(g)=ZnO(s)　ΔH1＝－351.1 kJ·mol－1
Hg(l)＋ O2(g)=HgO(s)　ΔH2＝－90.7 kJ·mol－1
由此可知Zn(s)＋HgO(s)=ZnO(s)＋Hg(l)　ΔH3，其中ΔH3的值是      (　　)
A．－441.8 kJ·mol－1B．－254.6 kJ·mol－1
C．－438.9 kJ·mol－1D．－260.4 kJ·mol－1
(8分)(1)肼(N2H4)是发射航天飞船常用的高能燃料。将NH3和NaClO按一定物质的量比混合反应，生成肼、NaCl和水，该反应的化学方程式是_____________________________。
(2)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢，当它们混合时，即产生大量气体，并放出大量热。已知：H2O(l)H2O(g) ΔH=" +44" kJ/mol。12.8 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ的热量。
①请写出液态肼与过氧化氢反应生成液态水的热化学方程式______________________。
②则16 g液态肼与足量过氧化氢反应生成液态水时放出的热量是___________________。

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