题目内容

研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为                                。
利用反应6NO2＋ 8NH37N2＋12 H2O也可处理NO2。当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是       L。
（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ΔH="-196.6" kJ·mol-1
2NO（g）+O2（g）2NO2（g）  ΔH="-113.0" kJ·mol
则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH=            kJ·mol-1。
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是       。
a．体系压强保持不变                 b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变         d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2
该温度下，此反应的平衡常数表达式K=         。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH     0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是                                    。

（16分）（除注明的3分外，其余每空2分，共16分）
（1）3NO2＋H2O=NO＋2HNO3（3分）；6.72     
（2）－41.8；b；  K=c(SO3).c(NO）/c(NO2）.c(SO2) （3分）
（3）< 在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。

解析试题分析：（1）NO2用水吸收，反应方式为：3NO2＋H2O=NO＋2HNO3；在6NO2＋ 8NH37N2＋12 H2O反应中，NO2 化合价由+4→0，得到4e-，现在转移1.2mole-，即NO2 得到1.2mole-，所以n(NO2 )=1.2mol/4=0.3mol，所以标况下V（NO2）=0.3mol×22.4L/mol=6.72L。
（2）反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）可以由已知方程式（①+②）/2得到，所以ΔH=（ΔH1+ΔH2）/2=-41.8kJ·mol；该反应前后气体系数不变，所以反应前后压强始终不变，压强不变不能判断达平衡，a错误；反应物NO2 呈红棕色，随着反应进行NO2 不断变化，颜色不断变化，当不变时，NO2 浓度不变可以说明达到平衡，b正确；生成物SO3：NO始终等于1：1，所以体积比不随反应而改变，不能判定达平衡，c错误；每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2 都是逆反应速率，不能判定达平衡，d错误；所以应该选b。平衡常数表达式为K=c(SO3).c(NO）/c(NO2).c(SO2)。
（3）由图像可知，压强相同时，温度越大，CO的平衡转化率越小，所以升温对正反应不利，正反应是个放热反应，ΔH<0；再由图像可知，当温度为250℃压强为1.3×104kPa左右时，CO的平衡转化率已经很高，再增大压强，转化率增大不多，所以没必要再加压增大成本了。
考点：本题考查的是化学反应原理知识。

练习册系列答案
相关题目

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           。

某实验小组用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ．配制0.50 mol·L-1 NaOH溶液
（1）若实验中大约要使用245 mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体　　   　g。 
（2）从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是（填字母）：　          　　。 

名称
托盘天平
(带砝码)
小烧杯
坩埚钳
玻璃棒
药匙
量筒
仪器






序号
a
b
c
d
e
f
Ⅱ．测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示。

（1）写出该反应中和热的热化学方程式：（中和热为57.3 kJ·mol-1） 　　                          　　         　　     　　            。
（2）取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
温度
实验次数　
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差
平均值
(t2-t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.6
 
2
27.0
27.4
27.2
31.2
 
3
25.9
25.9
25.9
29.8
 
4
26.4
26.2
26.3
30.4
 
 
①上表中的温度差平均值为　          ℃
②近似认为0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3，中和后生成溶液的比热容c="4.18" J·(g·℃)-1。则中和热ΔH=　　　         （取小数点后一位）。 
③上述实验数值结果与57.3 kJ·mol-1有偏差，产生偏差的原因可能是（填字母）　　　　。 
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。
（1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。已知：
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－574kJ·mol­—1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－1160kJ·mol—1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程为                                  。
（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，反应过程中各物质的浓度变化如图所示，该反应的化学平衡常数为K=           。

若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将      移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。
20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如上图所示的变化，则改变的条件可能是             （填序号）。
①加入催化剂　 ②降低温度　 ③缩小容器体积　 ④增加CO2的量
（3）肼（N2H4）用亚硝酸（HNO2）氧化可生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977。写出肼与亚硝酸反应的化学方程式                                        。

废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。
（1）下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是          （填字母）。

A．热裂解形成燃油 B．露天焚烧 C．作为有机复合建筑材料的原料 D．直接填埋
（2）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：
Cu(s)＋2H＋(aq)=Cu2＋(aq)＋H2(g) △H=64.39kJ·mol－1
2H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g) △H=－196.46kJ·mol－1
H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) △H=－285.84kJ·mol－1 
在 H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为                         。
（3）控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10℅H2O2和3.0mol·L－1H2SO4的混合溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）。
温度（℃）
20
30
40
50
60
70
80
铜平均溶解速率（×10-3
mol·L-1·min-1）
7.34
8.01
9.25
7.98
7.24
6.73
5.76
 
当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降，其主要原因是                 。
（4）在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀。制备CuCl的离子方程式是                                             。
（5） 已知相同条件下：
4Ca5(PO4)3F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) ；△H1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)；△H2
SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) ；△H3
4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ；H
用△H1、△H2和△H3表示H，H=          。
（6）已知1 g FeS2(s)完全燃烧生成放出7.1 kJ热量，FeS2燃烧反应的热化学方程式为                。

甲烷是天然气的主要成分，是生产生活中应用非常广泛的一种化学物质。
（1）一定条件下，用甲烷可以消除氮氧化物（NOx）的污染。已知：
①CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)； △H1
②CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g)；△H2
现有一份在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体，用16g甲烷气体催化还原该混合气体，恰好生成氮气、二氧化碳气体和水蒸气，共放出1042.8kJ热量。
①该混合气体中NO和NO2的物质的量之比为                    
②已知上述热化学方程式中△H1=—1160kJ/mol，则△H2=          
③在一定条件下NO气体可以分解为NO2气体和N2气体，写出该反应的热化学方程式                           。
（2）以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：

④B极为电池     极，电极反应式为                                            
⑤若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液，写出阳极的电极反应式                                                  ，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为        （标况下），实际上消耗的甲烷体积（折算到标况）比理论上大，可能原因为                                                         .

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ/mol。

请回答下列问题：
（1）图中A、C分别表示__________、__________，E的大小对该反应的反应热有无影响？____________。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？___________。
（2）图中ΔH＝__________kJ/mol；
（3）如果反应速率v(SO2)为0.05 mol/(L·min)，则v(O2)＝____mol/(L·min)
（4）已知单质硫的燃烧热为296 kJ/mol，计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH＝_ 。

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m-3的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。
（1）已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH1＝—393.5 kJ·mol-1  ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  ΔH2＝—483.6 kJ·mol-1  ②
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH3＝＋131.3 kJ·mol-1  ③
则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)，ΔH=     kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气（CO、H2）33.6 L与氧气完全反应生成CO2和H2O，反应过程中转移   mol e-。
（2）密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)；CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为VAL，则该温度下的平衡常数K=                  ；A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)总：n(B)总=     。
②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA     tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。
③在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是       。
A.降温     B.加压     C.使用催化剂    D.将甲醇从混合体系中分离出来

工业上生产金属钛的方法很多。以钛铁矿（主要成分FeTiO3，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如下，其中钛铁矿与浓硫酸发生反应的化学方程式为：
FeTiO3＋2H2SO4＝TiOSO4＋FeSO4＋2H2O
 
回答下列问题：
（1）钛铁矿和浓硫酸反应属于______________________ （选填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”）。
（2）上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe2＋被氧化，物质A是________，上述制备TiO2的过程中，所得到的副产物和可回收利用的物质分别是__________、___________。
（3）反应TiCl4＋2Mg＝2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是_______________。
（4）由二氧化钛制取四氯化钛所涉及的反应有：
TiO2 (s)+ 2Cl2 (g) +2C(s) ＝TiCl4(g) + 2CO(g)    ΔH1 = －72 kJ?mol-1 
TiO2(s) + 2Cl2 (g) ＝TiCl4(g) + O2 (g)   ΔH2 =+38.8kJ?mol－1
C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)?   ΔH3 =+282.8kJ?mol－1
①反应C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)在高温下能够自发进行的原因是______________________。
②反应C(s)＋O2(g)＝CO2 (g)的ΔH＝_______________。
（5）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。①写出阳极所发生反应的电极反应式：________________________________。

②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释）                                                                              。

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