SO2和NOx在化学工业上有重要用途.也是大气污染的主要来源.开发和利用并重.预防和治理并举是当前工业上和环境保护领域研究的主要课题之一.(1)在接触法制硫酸的过程中.发生2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H＜0反应.某温度下.SO2的平衡转化率的关系如下图所示.根据图示回答下列问题:①平衡状态由A到B时.平衡常数K(A) K(B 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

SO₂和NOx在化学工业上有重要用途，也是大气污染的主要来源，开发和利用并重，预防和治理并举是当前工业上和环境保护领域研究的主要课题之一。
（1）在接触法制硫酸的过程中，发生2SO₂(g)＋O₂(g) 2SO₃(g) △H＜0反应，某温度下，SO₂的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如下图所示，根据图示回答下列问题：

①平衡状态由A到B时，平衡常数K(A)     K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）；
②将2．0molSO₂和1．0molO₂置于10L的密闭容器中，若40s后反应达到平衡，此时体系总压强为0．10MPa，这一段时间内SO₂的平均反应速率为                。
该反应的平衡常数为                       。
（2）用CH₄催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染，例如：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
取标准状况下4．48LCH₄并使之完全反应：
①若将NO₂还原至N₂，整个过程中转移电子的物质的量为                  ；
②若还原NO₂和NO的混合物，放出的总热量Q的取值范围是              。

（1）①＝；（1分）②0．0040mol·L^-¹·s^-¹，800L·mol^-¹；（共4分，各2分，无单位或错误扣1分）（2）①1．6mol（2分，无单位扣1分）②173．4kJ＜Q＜232kJ（3分）

解析试题分析：（1）平衡常数只受温度的影响，温度不变，则压强不变，平衡状态由A变到B时，则k（A）=k（B）；（2）由图象知，体系总压强为0．10MPa时SO2的平衡转化率为0．8，则
2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）
起始：2．0mol    1．0mol         0
转化：1．6mol    0．8mol        1．6mol
平衡：0．4mol    0．2mol         1．6mol
则平衡时：c（SO₂）=0．04mol/L，c（O₂）=0．02mol/L，c（SO₃）=0．16mol/L，SO₂的平均反应速率为1．6mol/10L/40s=0．0040mol·L^-¹·s^-¹，K=c(SO₃)²/c(SO₂)²·c(O₂)=(0．16)²/(0．04)²×0．02=800；（2）①CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H="-1160kJ/mol" 利用盖斯定律将①+②/2可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-867kJ/moln（CH₄）=4．48L/22．4L/mol=0．2mol，整个过程中转移的电子总数为：0．20mol×8=1．60mol，放出的热量为：0．2mol×867kJ/mol=173．4kJ。②上述可知，若反应物中全部是为二氧化氮，放出的热量为173．4kJ。根据盖斯定律可据算出若全部为一氧化氮放出热量为232kJ，故放出的热量范围是173．4kJ＜Q＜232kJ。
考点：盖斯定律，化学平衡常数，化学平衡。

练习册系列答案

相关题目

应用化学反应原理知识解决下列问题
（1）某温度下纯水中c （H⁺） = 2.0×10^-7 mol·L^-1，则此纯水中的c （OH^-） =           。
（2）将某CH₃COOH溶液稀释10倍，则稀释后的溶液中c（H⁺）       原来的十分之一（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）0.1 mol·L^-1的下列溶液①HCl、②CH₃COOH、③CH₃COONa、④FeCl₃、⑤NaOH，其中pH最大的是                （填序号）；实验室配制的氯化铁溶液显弱酸性的原因：                                                        （用离子方程式表示）。
（4）一定条件下22g二氧化碳气体与足量氢气反应生成气态甲醇（CH₃OH）和水蒸气时，放出247.5kJ热量，其反应的热化学方程式为                                                。

工业上用CO生产燃料甲醇。一定温度和容积条件下发生反应：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。图1表示反应中的能量变化；图2表示一定温度下，在体积为1L的密闭容器中加入2mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH(g)的浓度随时间变化。

请回答下列问题：
（1）在“图1”中，曲线  (填“a”或“b”)表示使用了催化剂；没有使用催化剂时，在该温度和压强条件下反应CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)的△H=        。
（2）下列说法正确的是
A．起始充入的CO的物质的量为1mol
B．增加CO的浓度，H₂的转化率会增大
C．容器中压强恒定时，反应达到平衡状态
（3）从反应开始到建立平衡，v(CO)=       ；达到平衡时，c(H₂)=     ，该温度下CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)的化学平衡常数为             。达到平衡后若保持其它条件不变，将容器体积压缩为0.5L，则平衡          移动 (填“正向”、“逆向”或“不”)。
（4）已知CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH＝－193kJ/mol
又知H₂O(l)= H₂O(g)；ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32g的CH₃OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式                            。

雾霾已经严重影响我们的生存环境。火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NO_x）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。

图22-1                  图22-2                     图22-3
（1）利用甲烷催化还原NO_x：
①CH₄(g) + 4NO₂(g) =" 4NO(g)" + CO₂(g) + 2H₂O(g)  △H₁=-574kJ?mol^-1
②CH₄(g) + 4NO(g) = 2N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g)  △H₂=-1160kJ?mol^-1
甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为                   。
（2）将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：
CO₂(g) + 3H₂(g) = CH₃OH(g) + H₂O(g)  △H₃
①取五份等体积CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH) 与反应温度T的关系曲线（见图22-1），则上述CO₂转化为甲醇反应的△H₃0（填“＞”、“＜”或“=”）。
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图22-2所示。
下列说法正确的是    （填字母代号）。

A．第10min后，向该容器中再充入1molCO₂和3molH₂，则再次达到平衡时c(CH₃OH) ="1.5" mol/L

B．达到平衡时，氢气的转化率为0.75

C．0～10分钟内，氢气的平均反应速率为0.075mol/（L?min）

D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16

E．升高温度将使n(CH₃OH)/n(CO₂)增大
（3）某种脱硫工艺中将烟气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO₂、NO₂的物质的量之比为1∶1，则该反应的化学方程为              。
（4）电化学降解NO₃^-的原理如题22-3图所示。
①电源正极为       (填“A”或“B”)，阴极反应式为                     。
②若电解过程中转移了1mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(△m_左－△m_右)为     g。

生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为 CO、CO₂、H₂等)与H₂混合，催化合成甲醇和二甲醚（CH₃OCH₃）及许多烃类物质等，是生物质能利用的方法之一.
（1）已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值（lgK）如下表:

反应：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)，该反应的△H________0（选填：“＞”、“＜”、“＝”）；在900K时，该反应平衡常数的对数值（lgK）=_____________.
（2）甲醇是一种重要的能源和化工原料，工业上合成甲醇的反应为：CO+2H₂?CH₃OH．现已知：H₂(g)、CO(g)、CH₃OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8KJ/mol、-283.0KJ/mol和-726.5KJ/mol。则：CH₃OH不完全燃烧生成CO和液态H₂O的热化学反应方程式                        .
（3）在一定温度、压强和催化条件下，工业上用CO和H₂反应生成二甲醚，同时产生一种参与大气循环的无机物。则该反应的化学反应方程式为：                        ．
（4）下图左为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图．a电极上发生反应的电极反应式为                                  .

（5）连接下图右装置的电源为（4）问中的二甲醚燃料电池。接通电源一段时间后，观察到装置中电解质溶液颜色由无色变为蓝色，并逐渐加深。则该装置中的Cu电极应与二甲醚燃料电池中      电极（填a或b）相连。通电时发生反应的总的离子反应方程式为：                    .

（1）在298K时，1mol C₂H₆在氧气中完全燃烧生成CO₂和液态水，放出热量1558.3kJ。写出该反应的热化学方程式                                        。
（2）利用该反应设计一个燃料电池：用KOH溶液作电解质溶液，多孔石墨作电极，在电极上分别通入乙烷和氧气。通入乙烷气体的电极应为       极（填“正”或“负”），该电极上发生的电极反应式为                                              。
（3）在右图所示实验装置中，石墨棒上的电极反应式为                                      。如果起始时盛有1L pH=5的CuSO₄溶液（25℃，CuSO₄足量），一段时间后溶液的pH变为1，此时可观察到的现象是                                                                                 。若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入         （填物质名称），其质量约为           。

（4）将普通碳钢钉放入“84消毒液”（NaClO溶液）中浸泡一段时间。预期的实验现象是                                              。
（5）为了进一步探究碳钢钉在该消毒液（NaClO）中的腐蚀原理，某同学设计了如图所示实验装置，写出碳（C）极上发生的电极反应式                                      。

常温常压下，断裂1mol（理想）气体分子化学键所吸收的能量或形成1mol（理想）气体分子化学键所放出的能量称为键能（单位为kJ.mol^-1）下表是一些键能数据（kJ·mol^－1）

化学键	键能	化学键	键能	化学键	键能
C－F	427	C－Cl	330	C－I	218
H－H	436	S＝S	255	H－S	339

回答下列问题：
（1）由表中数据规律预测C－Br键的键能范围：_________ <C－Br键能<__________ （回答数值和单位）
（2）热化学方程式2H₂(g)＋S₂(g) =2H₂S(g)；△H= QkJ·mol^－1；则Q=
（3）已知下列热化学方程式：
O₂ (g) = O⁺₂(g) + e^—

H₁=" +1175.7" kJ·mol^-1
PtF₆(g) + e^—= PtF₆^—(g)

H₂= —771.1 kJ·mol^-1
O₂⁺PtF₆^—(s) = O₂⁺(g) + PtF₆^—(g)

H₃=" +482.2" kJ·mol^-1
则反应O₂(g) + (g) = O₂⁺PtF₆^—(s)

H="_____________" kJ·mol^-1。

把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I：C(s) +O₂ (g)=CO₂(g)     △H₁<0                   ①
途径II：先制成水煤气：C(s) +H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)  △H₂>0  ②
再燃烧水煤气：2CO(g)+O₂ (g)=2CO₂(g)  △H₃<0            ③
2H₂(g)+O₂ (g)=2H₂O(g)  △H₄<0             ④
请回答下列问题：
（1）途径I放出的热量          ( 填“大于”“等于”或“小于”) 途径II放出的热量，原因是                                                                   。
（2）△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的数学关系式是                                。
（3）12g炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出110.35kJ热量。其热化学方程式为                                                                       。
（4）煤炭作为燃料采用途径II的优点有

据报道，一定条件下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
已知：①CH₃CH₂OH(l)+3 O₂ (g)=2CO₂(g)+3H₂O(l) △H="-1366.8" kJ/mol
②2H₂ (g)+O₂ (g)=2H₂O(l) △H="-571.6" kJ/mol
（1）写出由CO₂和H₂反应合成CH₃CH₂OH (l)和H₂O(l)的热化学方程式                         。
（2）碱性乙醇燃料电池易储存，易推广，对环境污染小，具有非常广阔的发展前景。该燃料电池中，使用铂作电极，KOH溶液做电解质溶液。通入乙醇燃气的一极为      极，该极上的电极反应式为                                   。
（3）用乙醇燃料电池电解400 mL 饱和食盐水装置可简单表示如下图：

该装置中发生电解反应的方程式为                                    ；在铁棒附近观察到的现象是                   ；当阴极产生448 mL气体（体积在标准状况下测得）时，停止电解，将电解后的溶液混合均匀，溶液的pH为          。（不考虑气体的溶解及溶液体积的变化）

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