题目内容
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（NOx）、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NOx：
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△H3 0（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 |
（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。
（1）CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ?mol-1 （2）①＜ ②B
（3）12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH4)2SO4+4NH4NO3
（4）①A， 2NO3-+6H2O+10e-＝N2↑+12OH- ②7.2
解析试题分析：（1）（①+②）÷2可得：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ?mol-1
（2）① 由甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线可以看出：当升高温度时甲醇的体积分数减小，说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应反应移动，逆反应方向是吸热反应，所以正反应为放热反应，所以△H＜0.② CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)由图可知：反应的容器容积为1L，当反应进行到10分钟时达到平衡，此时CO2的转化率为0.75. CH3OH的平衡浓度为0.75mol/L.A. 此时若向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2，假如平衡不发生移动，由于C（CO2）C(H2)都是原来的2倍，则再次达到平衡时c(CH3OH) ="1.5" mol/L。而实质上这是一个反应前后气体体积不等的可逆反应，增大反应物的浓度，也就增大了压强。增大压强化学平衡向气体体积减小的方向即正反应方向移动。所以当达到新的平衡时c(CH3OH)大于1.5 mol/L。错误。B.由于在反应中CO2和H2是按照1:3关系反应的，投入量也是按照1:3加入的，所以再次达到平衡时，氢气的转化率不变，仍为0.75。正确。C．0～10分钟内，V(CO2)= ΔC/Δt="0.75mol/L÷10min=" 0.075mol/( L?min) .V(H2): V(CO2)=3:1,所以V(H2) ="3" V(CO2)= 3×0.075mol/( L?min) = 0.225mol/( L?min).错误。D．该温度下，反应的平衡常数的值K="{" c(CH3OH)·c(H2O)}÷{ c(CO2)·c3(H2)}=" (0.75×0.75)" ÷{0.25×(3-0.75)3}=0.1975.错误.E.由于该反应的正反应是放热反应，所以升高温度将使平衡逆向移动，n(CH3OH)/n(CO2)减小。错误。正确选项为B。（3）该反应的化学方程为12NH3+3O2+4SO2+ 4NO2+6H2O= 4(NH4)2SO4+4NH4NO3（4）① 由于NO3- →N2 ，得到电子，所以应该接电源的负极，作阴极。即A为电源的正极，B为电源的负极。阴极反应式为2NO3-+10e-+6H2O=N2↑+12OH-。② 电解池右侧NO3-转化成N2，发生还原反应：2 NO3-+10e－+6H2O = N2↑+ 12OH－ ，其电极应为阴极，则左侧发生 氧化反应：2H2O―4 e－ =O2↑+4H+，其电极作阳极，与其相连的A端为电源的正极；转移1mol电子时，左侧减少0.1molN2，2.8g，右侧生成0.25molO2,8g，1molH+，由于H+可通过质子交换膜由左侧进入右侧，则右侧电解液质量实际减少：2.8g-1g=1.8g，左侧电解液质量实际减少：8g+1g=9g，则两侧质量差为9g -1.8g=7.2g。
考点：考查盖斯定律、外界条件对化学速率、化学平衡的影响及电化学降解NO3- 的原理等的知识。
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。
2013年12月2日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥三号”探月卫星成功送入太空，进一步向广寒宫探索。“长征三号甲”是三级液体助推火箭，一、二级为常规燃料，常规燃料通常指以肼（N2H4）为燃料，以二氧化氮做氧化剂。
Ⅰ．常规燃料通常指以肼（N2H4）为燃料，以二氧化氮做氧化剂。但有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更大（两者反应生成氮气和氟化氢气体）。
已知：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H = －543kJ·mol－1
H2(g)+ F2(g) = HF(g) △H = －269kJ·mol－1
H2(g)+ O2(g) = H2O(g) △H = －242kJ·mol－1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式：_____________________________。
Ⅱ．氧化剂二氧化氮可由NO和 O2生成，已知在2 L密闭容器内，800 ℃时反应：
2NO(g)＋O2(g)
2NO2(g) ΔH 的体系中，n(NO)随时间的变化如表：
| 时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| n(NO)(mol) | 0.200 | 0.100 | 0.080 | 0.050 | 0.050 | 0.050 |
| n(O2)(mol) | 0.100 | 0.050 | 0.040 | 0.025 | 0.025 | 0.025 |
(1) 已知：K800℃>K1000℃，则该反应的ΔH ______0（填“大于”或“小于”），用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率为__________。
（2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．容器内颜色保持不变 b． 2v逆(NO)＝v正(O2)
c．容器内压强保持不变 d．容器内密度保持不变
（3）为使该反应的速率增大，提高NO的转化率，且平衡向正反应方向移动应采取的措施有 。
（4）在上述条件下，计算通入2 mol NO和1 mol O2的平衡常数K＝______________。
（5）在上述条件下，若开始通入的是0.2 mol NO2气体，达到化学平衡时，则NO2的转化率为 。
O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.5 kJ·mol－1
O2(g)=CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
CH3OH(g) ΔH＝________kJ·mol－1
2NH3（g） △H＜0，其平衡常数K与温度T的关系如下表：
2H2O（l） △H＝－483．6 kJ／mol
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：
N键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为2molN2时要放出______________ kJ能量。
SO3(g) K1,CO(g)+1/2O2(g)