题目内容

SNCR－SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx），其流程如下：

（1）反应2NO＋2CO2CO2＋N2能够自发进行，则该反应的ΔH     0（填“＞”或“＜”）。
（2）SNCR－SCR流程中发生的主要反应有：
①4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1627.2kJ?mol－1；
②6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1807.0 kJ?mol－1；
③6NO2(g)＋8NH3(g)7N2(g)＋12H2O(g) ΔH＝－2659.9 kJ?mol－1；
反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)的ΔH＝              kJ?mol－1。
（3）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图。

该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为：                              
（4）可利用该电池处理工业废水中含有的Cr2O72－，处理过程中用Fe作两极电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解的进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3沉淀来除去Cr2O72-。
①写出电解过程中Cr2O72－被还原为Cr3+的离子方程式：                                     。
②该电池工作时每处理100L Cr2O72-浓度为0.002mol/L废水，消耗标准状况下氧气          L。
（1）< (2分)（2）+179.8 (2分) （3）NO2＋NO3－－e－＝N2O5(2分)
（4）①Cr2O72－+ 6Fe2++ 14H+= 2Cr3++ 6Fe3++7 H2O (2分)②13.44 (2分)

试题分析：（1）要想反应2NO＋2CO2CO2＋N2能够自发进行，则有ΔH—TΔS＜0，该反应为气体物质的量减小的熵减反应，ΔS＜0，则该反应的ΔH＜0；（2）根据盖斯定律：①—②得
N2(g)＋O2(g)2NO(g)的ΔH＝+179.8kJ?mol－1；（3）由题给燃料电池装置图知，NO2在负极发生氧化反应，生成N2O5,电极反应式为：NO2＋NO3－－e－＝N2O5；（4）①用Fe作两极电解含Cr2O72-的酸性废水，阳极电极反应式为：Fe - 2e-=Fe2+，电解过程中Cr2O72－被还原为Cr3+的离子方程式为
Cr2O72－+ 6Fe2++ 14H+= 2Cr3++ 6Fe3++7 H2O；②根据题给反应和电子守恒得Cr2O72－和氧气的关系式：Cr2O72－——3O2；100L Cr2O72-浓度为0.002mol/L废水中Cr2O72-的物质的量为0.2mol，消耗氧气为0.6mol，标准状况下的体积为13.44L。
练习册系列答案
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CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃时，分别将0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密闭容器中发生反应，测得有关数据如下表：
实验
编号
温度
时间/min
0
10
20
40
50
1
130 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
2
180 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
 
0.15
 
(1)开展实验1和实验2的目的是______________________________。
(2)180 ℃时，反应到40 min，体系________(填“是”或“否”)达到平衡状态，理由是__________________________；
CH4的平衡转化率为________。
(3)已知130 ℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下，反应时间t与转化率α(NO2)的关系如图所示，请在图像中画出180 ℃时，压强为p2(设压强p2>p1)的变化曲线，并做必要的标注。

(5)根据已知求算：ΔH2＝________。
CH4(g)＋4NO2(g)4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2
我国工业上主要采用以下四种方法降低尾气中的含硫量：
方法1
燃煤中加入石灰石，将SO2转化为CaSO3，再氧化为CaSO4
方法2
用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化为(NH4)2SO4
方法3
高温下用水煤气将SO2还原为S
方法4
用Na2SO3溶液吸收SO2，再电解转化为H2SO4
 
（1）方法1中已知：① CaO(s)＋CO2(g)＝CaCO3(s)  ΔH=－178.3 kJ/mol
②CaO(s)＋SO2(g)＝CaSO3(s) ΔH=－402.0 kJ/mol 
③2CaSO3(s)＋O2(g)＝2CaSO4(s) ΔH=－2314.8 kJ/mol
写出CaCO3与SO2反应生成CaSO4的热化学方程式：____；此反应的平衡常数表达式为：_____。

（2）方法2中最后产品中含有少量(NH4)2SO3，为测定(NH4)2SO4的含量，分析员设计以下步骤：
①准确称取13.9 g 样品，溶解；
②向溶液中加入植物油形成油膜，用滴管插入液面下加入过量盐酸，充分反应，再加热煮沸；
③加入足量的氯化钡溶液，过滤；
④进行两步实验操作；
⑤称量，得到固体23.3 g，计算。
步骤②的目的是：_____。步骤④两步实验操作的名称分别为：  _____、_____。样品中(NH4)2SO4的质量分数：____（保留两位有效数字）。
（3）据研究表明方法3的气配比最适宜为0.75［即煤气（CO、H2的体积分数之和为90%）∶SO2烟气（SO2体积分数不超过15%）流量=30∶40］。用平衡原理解释保持气配比为0.75的目的是：_____。
（4）方法4中用惰性电极电解溶液的装置如图所示。阳极电极反应方程式为_____。
根据以下三个热化学反应方程式：2H2S(g)+3O2(g) =2SO2(g)+2H2O(l) H= -Q1 kJ/mol；
2H2S(g)+O2(g) =2S(s) +2H2O(l) H= -Q2kJ/mol;
2H2S(g)+O2(g) =2S(s)+2H2O(g) H= -Q3kJ/mol。
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是
A．Q1＞Q2＞Q3B．Q1＞Q3＞Q2C．Q3＞Q2＞Q1D．Q2＞Q1＞Q3
化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。请回答下列问题：
（1）已知C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)，则该反应的平衡常数表达式为               。
（2）已知在一定温度下，
C（s）+CO2（g）   2CO（g）          △H1
CO（g）+H2O（g）   H2（g）+CO2（g） △H2
C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g）    △H3
则△H1、△H2、△H3之间的关系是：                             。
（3）通过研究不同温度下平衡常数可以解决某些实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应时，会发生如下反应： CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如表所示。
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
 
则该反应的正反应方向是     反应（填“吸热”或“放热”），在500℃时，若设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，则CO的平衡转化率为     。
（4）从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。对反应N2O4(g) 2NO2(g)  △H＞0在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是      ：

A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
D．由状态A到状态B，可以用加热的方法
E．A、C两点的化学平衡常数：A=C
（5）工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2，再用下图装置电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4（阴离子交换膜只永许阴离子通过），阳极电极反应式为：               ，阳极区逸出气体的成分为       （填化学式）。
100℃时，在1L恒温恒容的密闭容器中，通入0.1 mol N2O4，发生反应：N2O4(g) 2NO2(g);△H=" +57.0" kJ·mol-1，NO2和N2O4的浓度如图甲所示。NO2和N2O4的消耗速率与其浓度的关系如乙图所示，

（1）在0～60s内，以N2O4表示的平均反应速率为                    mol·L-1·s-1。
（2）根据甲图中有关数据，计算100℃时该反应的平衡常数K1=              =0.36mol.L-1.S-1
若其他条件不变，升高温度至120℃，达到新平衡的常数是k2，则k1       k2（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）反应进行到100s时，若有一项条件发生变化，变化的条件可能是                   。
A．降低温度  B．通入氦气使其压强增大   C．又往容器中充入N2O4  D．增加容器体积
（4）乙图中, 交点A表示该反应的所处的状态为             。
A．平衡状态     B．朝正反应方向移动     C．朝逆反应方向移动     D．无法判断
（5）已知N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)         △H=" +67.2" kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)  △H=" -534.7" kJ·mol-1
N2O4(g) 2NO2(g)          △H=" +57.0" kJ·mol-1
则2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)      △H=           kJ·mol-1
已知H-H、Cl-Cl和H-Cl的键能分别为436 kJ·mol-1、243 kJ·mol-1和431 kJ·mol-1，请用此数据估计，由Cl2、H2生成2mol H-Cl　时的热效应△H等于（ ）
A．-183 kJ·mol-1B．-91．5kJ·mol-1　　
C．+183kJ·mol-1　　　　　　　　　　　　D．+ 91．5kJ·mol-1
硫酸盐主要来自地层矿物质，多以硫酸钙、硫酸镁的形态存在。
（1）已知：①Na2SO4(s)=Na2S(s)+2O2(g) ；  ΔH1=" +1011.0" kJ · mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ；   ΔH2=－393.5 kJ · mol-1
③2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ；ΔH3=－221.0 kJ · mol-1 
则反应④Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g)；ΔH4=             kJ · mol-1，该反应能自发进行的原因是                              ；工业上制备Na2S不用反应①，而用反应④的理由是                                                       。
（2）已知不同温度下2SO2+O22SO3的平衡常数见下表。
温度（℃）
527
758
927
平衡常数
784
1.0
0.04
 
1233℃时，CaSO4热解所得气体的主要成分是SO2和O2，而不是SO3的原因是               。
（3）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此时反应的化学方程式是                     。
②将上述反应获得的SO2通入含PtCl42-的酸性溶液，可还原出Pt，则反应的离子方程式是                            。
③由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图，则正极的电极反应式为          。
已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如下图所示：

在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol含硫产物的数据)。

(1)写出表示S8燃烧热的热化学方程式_____________________。
(2)写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式_________________________。
(3)若已知SO2中硫氧键的键能为d kJ·mol-1，O2中氧氧键的键能为e kJ·mol-1，则S8分子中硫硫键的键能为___________。

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