二氧化硫和氮氧化物(NOx)对大气污染日趋严重.研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题.目前有很多种方法消除大气污染.(1)可利用甲烷催化还原NOx的方法处理NOx.反应如下:CH4(g)+4NO2+CO2(g)+2H2O(g),△H＝ -574 kJ·mol-1CH4＝ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H＝ -116 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

二氧化硫和氮氧化物(NO_x)对大气污染日趋严重，研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题，目前有很多种方法消除大气污染。
（1）可利用甲烷催化还原NO_x的方法处理NO_x，反应如下：
CH₄(g)+4NO₂(g)＝ 4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H＝－574 kJ·mol^－1
CH₄(g)+4NO(g)＝ 2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H＝－1160 kJ·mol^－1
则CH₄(g)+2NO₂(g)＝ N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H＝          ；
（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，15分钟后达到平衡，反应过程中各物质的浓度变化如图甲所示，则平衡常数K=     (小数点后保留3位)；

①若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO气体0.6mol，平衡将    移动(填“向左”、“向右”或“不”)；
②若保持温度不变，20min时向原平衡容器中充入CO、N₂各0.6mol，平衡将      移动(填“向左”、“向右”或“不”)；
③20min时，若改变反应条件，导致N₂浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是
(填字母)；

A．加入催化剂

B．降低温度

C．缩小容器体积

D．增加CO₂的量

（3）利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常温下将SO₂转化为SO₄²^－，从而实现对SO₂的处理(总反应为2SO₂+O₂+2H₂O＝2H₂SO₄)。已知，含SO₂的废气通入含Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺+ O₂+ 4H⁺＝4Fe³⁺+ 2H₂O，则另一反应的离子方程式为；

（1）△H=－867 kJ·mol^–1 (3分)
（2）K=0.035(或带单位：L/mol)(3分)；向右、不移动； B(各2分)
（3）2Fe³⁺+SO₂+2H₂O＝2Fe²⁺+SO₄²^－+4H⁺(3分)

解析试题分析：（1） ①CH₄(g) + 4NO₂(g) =" 4NO(g)" + CO₂(g) + 2H₂O(g)    △H=" –574" kJ·mol^–1；
②CH₄(g) + 4NO(g) = 2N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g)       △H=" –" 1160 kJ·mol^–1；
依据盖斯定律计算①+ ②得到：CH₄(g) + 2NO₂(g) = N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g)  △H=" –867" kJ·mol^–1；
故答案为：△H= –867 kJ·mol^–1；
（2）依据图象分析，15min时达到平衡时N₂浓度为0.2mol·L^–1，NO平衡浓度为1.6mol·L^–1，CO浓度为0.6 mol·L^–1，CO₂浓度为0.4 mol·L^–1，反应2NO(g) + 2CO(g) N₂(g) + 2CO₂(g)的平衡常数。故答案为：0.035。①若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO气体0.6mol，此时c(CO) =" 1.2" mol·L^–1，而生成物浓度不变，根据平衡移动原理，平衡将正反应方向移动。②若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N₂各0.6mol，浓度分别为c(NO)="1.6" mol·L^–1，c(CO)="0.6" mol·L^–1+ 0.6 mol·L^–1=" 1.2" mol·L^–1，c(N₂) =" 0.2" mol·L^–1+ 0.6 mol·L^–1=" 0.8" mol·L^–1，c(CO₂) =" 0.4" mol·L^–1；，平衡不动。③如图甲所示，20min时，改变反应条件，导致反应速率减小，氮气浓度增大，平衡正向移动。加入催化剂，平衡不移动，A不合题；反应是气体体积减小的放热反应，降温可使平衡正向移动，氮气浓度增大，B符合题意；缩小容器体积虽然可使平衡正向移动，但改变条件的瞬间，N₂浓度增大，与图中描绘的情况不符，C不合题意；增加CO₂的量，平衡逆向移动，N₂浓度减小，D也不合题。故答案为：B。
（3）总反应的离子方程式为：2SO₂+O₂+2H₂O＝4H⁺ + 2SO₄²^－，总反应减去反应4Fe²⁺+ O₂+ 4H⁺＝4Fe³⁺+ 2H₂O即得另一离子方程式：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O＝2Fe²⁺+SO₄²^－+4H⁺。
考点：本题考查热化学方程式和盖斯定律的计算应用，化学平衡影响因素分析，平衡常数的计算方法，平衡移动原理的应用，离子方程式的书写。

练习册系列答案

相关题目

氯气及其化合物在工农业生产和人类生活中都有着重要的应用。
(1)Ca(ClO)₂、NaClO、NaClO₂等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂,是因为它们都具有　　　　　性,请写出工业上用氯气与NaOH溶液反应生产消毒剂NaClO的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)棕黄色强刺激性气体Cl₂O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一,实验室可用潮湿的Cl₂与Na₂CO₃反应制取少量Cl₂O和NaHCO₃的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)黄色气体ClO₂可用于污水杀菌和饮用水净化。
①KClO₃与SO₂在强酸性溶液中反应可制得ClO₂,此反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。
②ClO₂遇浓盐酸会生成Cl₂,每生成1 mol Cl₂转移电子的物质的量为　　　　。
③ClO₂可将废水中的Mn²⁺转化为MnO₂而除去,本身还原为Cl^-,该反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　。
(4)用Cl₂生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应4HCl+O₂2Cl₂+2H₂O,可实现氯的循环利用。
已知:①上述反应中,4 mol HCl被氧化放出115.6 kJ的热量。

则断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为　　　　 kJ,H₂O中H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)　　　　。

某溶液仅含下列离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解）且各种离子物质的量均为1 mol 。
阳离子：Na⁺ 、Mg²⁺ 、Fe³⁺ 、Al³⁺ 、Fe²⁺；阴离子：OH^—、CO₃^2—、Cl^—、NO₃^—、SO₄^2—。
①若向溶液中加入KSCN溶液无明显变化；
②若向原溶液中加入稀盐酸，有无色气体生成，溶液中阴离子种类不变；请推断：
（1）原溶液中含有阳离子                  含有阴离子
（2）向原溶液中加入足量稀盐酸发生反应的离子方程式
（3）若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体
质量为             g。

有A、B、C、D四种溶液，它们是烧碱、硫酸、碳酸氢铵、氯化铜溶液中的某一种。各取少量，将其两两混合，其中A、B混合有蓝色絮状沉淀生成， C 与足量B或D混合均有无色气体产生。根据题意回答下列问题：
（1）B、C分别是                          、
（2）向A中滴加B，离子方程式：
向C中滴加D，离子方程式：
（3）少量B和C混合，现象：________，离子方程式：_______________________________。
（4）上述三个反应均属于________________反应(填基本反应类型)，反应发生的条件的不同点是                              ；相同点是                       。

KMnO₄是一种重要的氧化剂。
（1）①在酸性条件下KMnO₄的氧化性会增强。用来酸化KMnO₄溶液的最佳试剂是     。
a．硝酸         b．硫酸         c．盐酸
②将氧化C₂O₄²^?的离子方程式补充完整：
□MnO₄^?+□C₂O₄²^?+□     ==□Mn²⁺ +□CO₂↑+□      。
（2）某同学为了探究KMnO₄溶液和Na₂C₂O₄（草酸钠）溶液的反应过程，进行如下实验：
①配制100 mL 0.0400 mol·L^-1的Na₂C₂O₄溶液，除用到托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒等仪器外，还必须用到的玻璃仪器是       。
②将KMnO₄溶液逐滴滴入一定体积的酸性Na₂C₂O₄溶液中（温度相同，并不断振荡），记录的现象如下：

滴入KMnO₄溶液的次序	KMnO₄溶液紫色褪去所需的时间
先滴入第1滴	60 s
褪色后，再滴入第2滴	15 s
褪色后，再滴入第3滴	3 s
褪色后，再滴入第4滴	1 s

请分析KMnO₄溶液褪色时间变化的可能原因。
③用配制好的0.040 0 mol·L^-1的Na₂C₂O₄溶液来标定某KMnO₄溶液的浓度。每次准确量取25.00 mLNa₂C₂O₄溶液，然后用酸化后的KMnO₄溶液滴定。滴定三次分别消耗的KMnO₄溶液的体积是20.00 mL、19.80 mL、20.20 mL，则KMnO₄溶液的浓度为。

（1）现有以下物质：①NaCl晶体 ②SO₂③稀硫酸 ④石墨 ⑤BaSO₄固体 ⑥蔗糖(C₁₂H₂₂O₁₁) ⑦酒精 ⑧熔融的KNO₃⑨CaO ⑩纯净的醋酸
请回答下列问题（用序号）：
以上物质中能导电的是       ；以上物质中属于电解质的是         。
（2）按要求写出下列对应的方程式：
（①电离方程式、②化学方程式、③离子方程式）
①Al₂(SO₄)₃：
②CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O：
③NaHCO₃与NaHSO₄溶液反应：

按要求填空
（一）、X、Y和Z均为短周期元素，原子序数依次增大，X的单质为密度最小的气体，Y的一种单质具有特殊臭味，Z与X原子最处层电子数相同。回答下列问题：
（1）由上述元素组成的化合物中，既含有极性共价键又含有离子键的化合物的电子式                        ；
（2）X和Y组成的化合物中，有一种既含有极性共价键又含有非极性共价键。此化合物可将碱性工业废水中的CNˉ氧化为碳酸盐和氨，相应的离子方程式为
（二）、在一定条件下，RO₃ⁿˉ和Iˉ发生反应，离子方程式为： RO₃ⁿˉ+6Iˉ+6H⁺==Rˉ+3I₂+3H₂O
RO₃ⁿˉ^-中R元素的化合价为       ，R元素的原子最外层电子有       个。
（三）、Na₂S_x在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na₂SO₄，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na₂S_x与NaClO的物质的量之比为1︰16，则x值是
（四）、已知M₂O_n²ˉ可与R²ˉ作用，R²ˉ被氧化为R的单质，M₂O_n²ˉ的还原产物中，M为+3价，又知c(M₂O_n²ˉ)=0．3mol/L的溶液100mL可与c(R²ˉ)=0．6mol/L的溶液150mL恰好完全反应，则n值为            。

在Na⁺浓度为0.5mol/L的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子：

阳离子	K⁺、Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺
阴离子	NO₃^-、CO₃^2-、SiO₃^2-、SO₄^2-

取该溶液100mL进行如下实验（气体体积在标准状况下测定）：

序号	实验内容	实验结果
Ⅰ	向该溶液中加入足量稀HCl	产生白色沉淀并放出0.56L气体
Ⅱ	将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量	固体质量为2.4g
Ⅲ	在Ⅱ的滤液中滴加BaC1₂溶液	无明显现象

试回答下列问题：
（1）实验I能确定一定不存在的阳离子是。
（2）实验I中生成沉淀的离子方程式为。
（3）通过实验I、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写下表中阴离子的浓度（能计算出的，填写计算结果，一定
不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”）

阴离子	NO₃^-	CO₃^2-	SiO₃^2-	SO₄^2-
c/mol·L^-1

（4）判断K⁺是否存在，若存在求其最小浓度，若不存在说明理由。

某实验小组为探究ClO^－、I₂、SO₄^2-在酸性条件下的氧化性强弱，设计实验如下：
实验①：在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，并加入少量的稀硫酸，溶液立即变蓝；
实验②：向实验①的溶液中加入4 mL 0.5 mol/L的亚硫酸钠溶液，蓝色恰好完全褪去。
(1)写出实验①中发生反应的离子方程式：______________________________________________。
(2)实验②的化学反应中转移电子的物质的量是________。
(3)以上实验说明，在酸性条件下ClO^－、I₂、SO₄^2-的氧化性由弱到强的顺序是________

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