题目内容

汽车尾气中NOx的消除及无害化处理引起社会广泛关注。
（1）某兴趣小组查阅文献获得如下信息：
N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H=+180.5kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)) △H=―483.6kJ/mol
则反应2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g) △H=          。
（2）该小组利用电解原理设计了如图1装置进行H2还原NO的实验[高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质，金属钯薄膜做电极]。

钯电极A为  极，电极反应式为              。
（3）氨法催化还原NO原理如下：
主反应：4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)   (△H <0)
副反应：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
4NH3(g)+ 4O2(g)2N2O(g)+6H2O(g)
4NO(g)+4NH3(g)+3O2(g)4N2O(g)+6H2O(g)
有关实验结论如图2、图3所示，据此回答以下问题：

①催化还原NO应控制n(NH3)/n(NO)的最佳值为            ，理由是           。
②主反应平衡常数表达式：K=                       ，随着温度的增加，K将  (选填“增加”、 “减小”或“不变”。
③影响N2O生成率的因素有          、氧气浓度和           。
（1）―664.1kJ/mol (2分)
（2）阴极(2分)   2NO+4H++4e—=N2↑+2H2O (2分)
（3）①1 (1分)   n(NH3)/n(NO)小于1时，NO脱除率不高，n(NH3)/n(NO)大于1时，NO脱除率增加不明显且N2O生成率明显增加（ 3分）
②(2分)     减小(2分)
③温度(1分)     n(NH3)/n(NO) (1分)(本题两空答案顺序可颠倒)

试题分析：（1）根据盖斯定律，将第2个反应减去第1个反应可得，△H=―664.1kJ/mol；（2）由原电池原理可知，内电路中阳离子移向正极，读图可知，钯电极A为正极、钯电极B为负极；由电子、电荷、原子均守恒可知，酸性环境下正极发生的还原反应式为2NO+4H++4e—=N2↑+2H2O；（3）①读图、对比可知，n(NH3)/n(NO)小于1时，NO脱除率不高，n(NH3)/n(NO)大于1时，NO脱除率增加不明显且N2O生成率明显增加，因此n(NH3)/n(NO)的最佳值为1；②由反应式可知，K=；由于△H<0，正反应放热，升温平衡左移，K减小；结合题中信息可知，影响N2O生成率的因素有温度、n(NH3)/n(NO) 和氧气浓度。
练习册系列答案
相关题目
能源的开发利用与人类社会的可持续发展息息相关。
Ⅰ.已知：Fe2O3（s）＋3C（s）=2Fe（s）＋3CO（g）
ΔH1＝a kJ·mol－1
CO（g）＋O2（g）=CO2（g）　    ΔH2＝b kJ·mol－1
4Fe（s）＋3O2（g）=2Fe2O3（s）　 ΔH3＝c kJ·mol－1
则C的燃烧热ΔH＝________kJ·mol－1。
Ⅱ.（1）依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________（填序号）。
A．C（s）＋CO2（g）=2CO（g）
B．NaOH（aq）＋HCl（aq）=NaCl（aq）＋H2O（l）
C．2H2O（l）=2H2（g）＋O2（g）
D．2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）
若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池，请写出该原电池的负极反应：_____________________________________。
（2）某实验小组模拟工业合成氨反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，开始他们将N2和H2混合气体20 mol（体积比1∶1）充入5 L合成塔中，反应前压强为P0，反应过程中压强用P表示，反应过程中与时间t的关系如图所示。

请回答下列问题：
①反应达平衡的标志是__________________________（填字母代号，下同）。
A．压强保持不变
B．气体密度保持不变
C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②0～2 min内，以c（N2）变化表示的平均反应速率为________________。
③欲提高N2的转化率，可采取的措施有_____________________________。
A．向体系中按体积比1∶1再充入N2和H2
B．分离出NH3
C．升高温度
D．充入氦气使压强增大
E．加入一定量的N2
（3）25℃时，BaCO3和BaSO4的溶度积常数分别是8×10－9和1×10－10，某含有BaCO3沉淀的悬浊液中，c（CO32-）＝0.2 mol·L－1，如果加入等体积的Na2SO4溶液，若要产生BaSO4沉淀，加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是________mol·L－1。
二甲醚（DME）被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
① CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)         △H 1=－90.7 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)  △H 2=－23.5 kJ·mol-1
③ CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)      △H 3=－41.2kJ·mol-1
回答下列问题：
（1）则反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的△H＝   kJ·mol-1。
（2）下列措施中，能提高CH3OCH3产率的有   。
A．使用过量的CO          B．升高温度             C．增大压强 
（3）反应③能提高CH3OCH3的产率，原因是   。
（4）将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：
4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H，其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图1所示，下列说法正确的是   。
A．△H <0     
B．P1<P2<P3 
C．若在P3和316℃时，起始时n(H2)/n(CO)=3，则达到平衡时，CO转化率小于50％[
（5）采用一种新型的催化剂（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H2制备二甲醚。观察图2回答问题。催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为   时最有利于二甲醚的合成。
（6）图3为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图，a电极的电极反应式为   。

图1                       图2                      图3     
（7）甲醇液相脱水法制二甲醚的原理是：CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O，
CH3 HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。与合成气制备二甲醚比较，该工艺的优点是反应温度低，转化率高，其缺点是   。
已知在25℃时：2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)　△H1＝－222kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)　　△H2＝－484kJ/mol
C(s)＋O2(g)＝CO2(g)     △H3＝－394kJ/mol
则25℃时，CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)的反应热△H4为
A．－82kJ/molB．－41kJ/molC．－312kJ/molD．＋82kJ/mol
（1）已知：C3H8(g)+5O2(g) ===3CO2(g)+4H2O(1) △H=－2220.0kJ/mol
H2O(1) ===H2O(g)；△H=+44.0kJ/mol
写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式                               。
（2）在如图所示的实验装置中，E为一张用淀粉碘化钾溶液润湿的滤纸，C、D为夹在滤纸两端的铂夹，X、Y分别为直流电源的两极。在A、B中充满AgNO3溶液后倒立于盛有AgNO3溶液的水槽中，再分别插入铂电极。切断电源开关S1，闭合开关S2，通直流电一段时间后，B电极质量增重，A极产生无色气体。请回答下列问题：
① 写出D电极反应式：　　　　　　　    ；
②写出水槽中电解AgNO3溶液总反应的离子方程式：                                    ，阴极增重2.16 g，则阳极上放出的气体在标准状况下的体积是____  _L。
空气质量与我们的健康息息相关，目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数（AQI），SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物。
（1）上述3种气体直接排入空气后会引起酸雨的气体有                        （填化学式）。
（2）早期人们曾经使用铅室法生产硫酸，其主要反应为：
SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g）
①若已知2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）  ΔH＝a kJ·mol－1
2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）    ΔH＝b kJ·mol－1
则SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g）  ΔH＝               kJ·mol－1。
②一定温度下，向固定体积为2 L的密闭容器中充入SO2和NO2各1 mol，发生反应：SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g）。下列事实中不能说明该反应达到平衡状态的是         （选填序号）。
a．体系压强保持不变          b．混合气体的颜色保持不变
c．NO的物质的量保持不变    d．每生成1 mol SO3的同时消耗1 mol NO2
③测得②中反应5 min末到达平衡，此时容器中NO与NO2的体积比为3︰1，则这段时间内SO2的反应速率υ（SO2）＝               ，此反应在该温度下的平衡常数K＝                          。
（3）甲醇日趋成为重要的有机燃料，通常利用CO和H2合成甲醇，其反应的化学方程式为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。今在一容积可变的密闭容器中，充有10 mol CO和20 mol H2，用于合成甲醇。CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（P）的关系如图所示：

①上述合成甲醇的反应为                 反应（填“放热”或“吸热”）。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为                     。
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池，电解质溶液为KOH浓溶液，则该电池工作时正极的电极反应式为                                                  ，理论上通过外电路的电子最多为                       mol。
二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源，由合成气（组成为H2、CO、和少量CO2）直接制备二甲醚，其中主要过程包括以下四个反应（均为可逆反应）：
①CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH(g)                                 △H1=—90．1 kJ·mol-1
②CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g)                     △H2=—49．0 kJ·mol-1
水煤气变换反应③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g)            △H3=—41．1 kJ·mol-1
二甲醚合成反应④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)         △H4=—24．5 kJ·mol-1
（1）由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为                            。
（2）一定温度下，在恒容密闭容器中进行反应①，下列描述能说明反应到达平衡状态的是             。
a.容器中气体平均相对分子质量保持不变
b.容器中气体密度保持不变 
c.CH3OH(g)浓度保持不变
d.CH3OH(g)的消耗速率等于H2 (g)的消耗速率
（3）一定温度下，将8mol CH3OH(g)充入5L密闭容器中进行反应④，一段时间后到达平衡状态，反应过程中共放出49kJ热量，则CH3OH(g)的平衡转化率为       ，该温度下，平衡常数K=             ；该温度下，向容器中再充入2mol CH3OH(g)，对再次达到的平衡状态的判断正确的是             。
a.CH3OH(g)的平衡转化率减小
b.CH3OCH3 (g)的体积分数增大
c.H2O(g)浓度为0．5mol·L-1
d.容器中的压强变为原来的1．25倍
（4）二甲醚—氧气燃料电池具有启动快，效率高等优点，其能量密度高于甲醇燃料电池，若电解质为酸性，二甲醚—氧气燃料电池的负极反应为                             ；消耗2．8L(标准状况)氧气时，理论上流经外电路的电子       mol
已知：P4(g)+6Cl2(g)＝4PCl3(g) △H＝a kJ?mol—1、P4(g)+10Cl2(g)＝4PCl5(g) △H＝b kJ?mol—1
P4具有正四面体结构，PCl5中P－Cl键的键能为c kJ?mol—1，PCl3中P－Cl键的键能为1．2c kJ?mol—1。下列叙述正确的是
A．P－P键的键能大于P－Cl键的键能
B．可求Cl2(g)+ PCl3(g)＝4PCl5(s)的反应热△H
C．Cl－Cl键的键能为(b－a+5．6c)/4 kJ?mol—1
D．P－P键的键能为(5a－3b+12c)/8 kJ?mol—1
到目前为止，由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。
（1）化学反应中放出的热能（焓变，ΔH）与反应物和生成物的键能（E）有关。
已知：H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g) ΔH＝－185kJ/mol
E（H－H）＝436 kJ/mol，E（Cl－Cl）＝247 kJ/mol
则E（H－Cl）＝                                       ；
（2）已知：Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25kJ/mol
3 Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47kJ/mol
Fe3O4(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋19kJ/mol
请写出CO还原FeO的热化学方程式：                           ；
最近，又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y2O3（Y：钇）的ZrO2（Zr：锆） 固体，它在高温下能传导O2-离子（其中氧化反应发生完全）。以丁烷（C4H10）代表汽油。
①电池的正极反应式为                                               ____  ；
②放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向       极移动（填正或负）。 

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网