[题目]汽车尾气主要含有CO2 .CO.SO2.NOx 等物质.尾气中CO.氢氧化物(NOx) 严重影响人们的生活和健康.化学工作者对氮氧化物的处理做了广泛而深入的研究.(1)利用甲烷还原NOx①CH4(g)+4NO2+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ/mo l,②CH4=2N2(g)+CO2(g)+H2O(g) △H2=-1160kJ/mo l,� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】汽车尾气主要含有CO2 、CO、SO2、NOx 等物质，尾气中CO、氢氧化物(NOx) 严重影响人们的生活和健康，化学工作者对氮氧化物的处理做了广泛而深入的研究。

（1）利用甲烷还原NOx

①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ/mo l；

②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+H2O(g) △H2=-1160kJ/mo l,

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为________________________________。

（2）将不同量的CO(g)积H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，得到如下三组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
实验组	温度℃	CO	H2O	H2	CO	达到平衡所需时间/min
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	4
3	900	a	b	c	d	t

①实验1中以v(CO2) 表示的反应速率为/span>_________(保留两位有效数字，下同)。

②该反应为________(填“吸热”或“放热”) 反应，实验2条件下的平衡常数K=________。

③若达平衡状态时，实验2 与实验3中各物质的质量分数分别相等，且t＜4min,则a、b应满足的关系是_________________________(用含a、b的数学式表示)。

（3）CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准。该分析仪的工作原理类似于燃料电池，其中电解质是氧化钇(Y2O3) 和氧化锆(ZrO2) 晶体，能传导O2-，则负极的电极反应式为____________。

（4）SO2可用钙基固硫反应除去，反应生成的CaSO4是一种微溶物质，其Ksp=9.0×10-6。若将浓度为2×10-3mol/L的Na2SO4溶液与等体积的CaCl2溶液混合，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为_____________。

【答案】 CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ/mol 0.13mol/(L·min) 放热 0.17 a=2b且b＞1(或a=2b且a>2) CO-2e-+O2-=CO2 1.8×10-2mol/L

【解析】试题分析：(1)根据盖斯定律书写甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式；(2)①根据计算v(CO2)表示的反应速率；②根据实验1、2可知，升高温度平衡逆向移动；利用“三段式”计算实验2条件下的平衡常数；③若达平衡状态时，实验2与实验3中各物质的质量分数分别相等，说明实验2与实验3是等效平衡，投料比相等， t＜4min，反应速率快，说明实验3压强大，投料多；（3）负极CO失电子生成CO2；（4）才能生成沉淀；

解析：(1)①CH4(g)+NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ/mol；

②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+H2O(g)△H2=-1160kJ/mol,

根据盖斯定律①+②得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ/mol；(2)①实验1达到平衡生成氢气1.6mol，同时生成CO21.6mol，根据，v(CO2)= 0.13mol/(L·min) ；②根据实验1、2可知，升高温度平衡逆向移动，所以正反应放热；

= 0.17；

③若达平衡状态时，实验2与实验3中各物质的质量分数分别相等，说明实验2与实验3是等效平衡，投料比相等， t＜4min，反应速率快，说明实验3压强大，投料多，所以a、b应满足的关系是a=2b且b＞1；（3）负极CO失电子生成CO2，负极反应式是CO-2e-+O2-=CO2；（4）设生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为x，，x>1.8×10-2mol/L ，所以生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为1.8×10-2mol/L。