【题目】自2013年以来我国“雾霾”污染日益严重。中科院“大气灰霾追因与控制”项目针对北京强霾过程进行分析,强霾过程中,出现了大量有毒有害的含氮有机颗粒物。燃煤和机动车尾气是氮氧化物的上要来源。现在对其中的一些气休进行了一定的研究:

(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-l

②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-l

③H2O(g)=H2O(1) △H=-44.0 kJ·mol-l

写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式_______。

(2)为了减轻大气污染,人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环。T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程中NO的物质的量随时间变化如右图所示。

① 写出该反应的化学方程式_______________。

②10 min内该反应的速率v(N2)=_______;该反应达平衡时CO的转化率为________;T℃时该化学反应的平衡常数K=____________。

③若该反应△H<0,在恒容的密闭容器中,反应达平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是__________。

④一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量NO和CO进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是__________。

a.容器中压强不再变化 b.CO2的浓度不再改变

c.2v正(NO)=v逆(N2) d.气体的密度保持不变

(3)以燃料电池为代表的新能源的推广使用能大大降低污染物的排放。如图是一种甲醚燃料电池结构,请写出该电池负极的电极反应式_______________。

【题目】氢气是清洁的能源,也是重要的化工原料,根据以下两种制氢方法,完成下列问题:

(1)方法一:H2S热分解法,反应式为:H2S (g) H2 (g)+S(g) △H,在恒容密闭容器中,测定H2S分解的转化率(H2S的起始浓度均为c mol/L),测定结果见图1,其中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系,曲线b表示不同温度下反应经过相同时间未达到化学平衡时H2S的转化率。

①△H___________0(填“>”“<”或“=”)。

②若985℃时,反应经t min达到平衡,此时H2S的转化率为40%,则tmin内反应速率v(H2)=______(用含c、t的代数式表示)。

③请说明随温度的升高,曲线b向曲线a接近的原因:_________________。

(2)方法二:以CaO为吸收体,将生物材质(以C计)与水蒸气反应制取H2。相关主要反应如下:

I.C(s) + H2O (g) = CO (g) + H2(g) △H = + 131.6 kJ/mol

II.CO (g) + H2O (g) = CO2 (g) + H2 (g) △H = -43 kJ/mol

III.CaO(s) + CO2(g) = CaCO3(s) △H = -178.3 kJ/mol

①计算反应C (s) +2H2O(g) +CaO(s) ==CaCO3 (s)+2H2 (g)的△H=_____(保留到小数点后面1位);若K1、K2、K3分别为反应I、II、III的平衡常数,该反应的平衡常数k=______(用K1、K2、K3表示)。

②对于可逆反应C (s) +2H2O(g) +CaO(s) CaCO3 (s)+2H2 (g),采取以下措施可以提高H2产率的是___。 (填字母编号)

A.适当的降低体系的温度 B.使各气体组分浓度均加倍

C.用特殊材料吸收氢气 D.增加CaO的量

③图2为反应I在一定温度下,平衡时各气体体积百分含量随压强变化的关系图。若反应达某一平衡状态时,测得c( H2O)=2c(H2)= 2c(CO)=2 mol/L,试根据H2O的体积百分含量变化曲线,补充完整CO的变化曲线示意图。___________________

(3)以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4C1为电解质溶液制造新型燃料电池,放电过程中,溶液中NH4+浓度逐渐增大,写出该电池的正极反应式:___________________。

【题目】科学家对一碳化学进行了广泛深人的研究并取得了一些重要成果。

(1)已知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol;

3CH3OH(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) △H2=-31.0kJ/mol

CO与H2合成CH3CH=CH2的热化学方程式为________。

(2)现向三个体积均为2L的恒容密闭容器I、II、Ⅲ中,均分别充入1molCO 和2mo1H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol。三个容器的反应温度分别为Tl、T2、T3且恒定不变。当反应均进行到5min时H2的体积分数如图1所示,其中只有一个容器中的反应已经达到平衡状态。

①5min时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是容器_______(填序号)。

②0-5 min内容器I中用CH3OH表示的化学反应速率v(CH3OH)=_______。

③当三个容器中的反应均达到平衡状态时,CO的转化率最高的是容器___________。(填序号,下同);平衡常数最小的是容器_____________。

(3)CO常用于工业冶炼金属,在不同温度下用CO 还原四种金属氧化物,达到平衡后气体中与温度(T)的关系如图2所示。下列说法正确的是_____(填字母)。

a.工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触面积,减少尾气中CO的含量

b.CO用于工业冶炼金属铬(Cr)时,还原效率不高

c.工业冶炼金属铜(Cu) 时,600℃下CO的利用率比1000℃下CO的利用率更大

d.CO还原PbO2的反应△H>0

(4)工业废水中含有甲醛,该厂降解甲醛的反应机理如图3所示,则X表示的粒子是_____,总反应的化学方程式为_________。

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