题目内容

研究二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等大气污染物的治理具有重要意义。
（1）对PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样中除H+和OH﹣外其它水溶性离子的化学组分及其平均浓度如下表：
离子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3﹣
Cl﹣
浓度/mol·L-1
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
 
根据表中数据判断试样的pH =        
（2）含SO2的工业废气处理：废气的将含有SO2的废气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，在废气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH值，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为             。
亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为                。
（3）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①已知气缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g） 2NO(g） H＞0
汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是                 。
②在汽车尾气系统中安装催化转化器，使NO和CO迅速发生反应转化成对环境无污染的气体，可减少CO和NO的污染，反应的化学方程式为              。
（4）用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染。例如：
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
H2O(g）＝ H2O(l）△H＝－144kJ·mol—1
取标准状况下4.48LCH4还原NO2和NO的混合物，若氮氧化物完全被还原，且生成H2O(l)，则放出的总热量Q的取值范围是              。
（1）4 (3分)
（2）Ca(HCO3)2或碳酸氢钙(2分）  Ca(HSO3)2 + O2 = CaSO4 + H2SO4(2分)
（3）①温度升高，反应速率加快，且平衡向正反应方向移动(2分)
②2CO + 2NO  2CO2 + N2 (2分)
（4）191kJ﹤Q﹤249.6kJ（4分）

试题分析：（1）观察表格中发现NH4＋水解显酸性，PM2.5的酸碱性为酸性。试样的pH值根据溶液中电荷守恒计算H＋离子浓度为10-4，PH值为4；
（2）CO2与CaCO3反应生成易溶的Ca(HCO3)2；亚硫酸氢钙具有还原性，可被氧化为硫酸钙，反应的方程式为Ca(HSO3)2 + O2 = CaSO4 + H2SO4；
（3）①气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是温度升高，反应速率加快，平衡右移；
②汽车尾气系统中装置反应的化学方程式为 2CO + 2NO  2CO2 + N2；
（4）①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（l）△H=－574kJ?mol-1
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=－1160kJ?mol-1
③H2O（g）=H2O（l）△H=－44.0kJ?mol-1
由盖斯定律①+②+③×2得到：CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（l）；△H="-1910" kJ?mol-1；
则热化学方程式为：④CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（l）；△H=－955 kJ?mol-1；
由盖斯定律②+③×2得到：⑤CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=－1248kJ?mol-1
标准状况下4.48LCH4物质的量为0.2mol，用极限法，如果全部按照④，放出热量191kJ，如果全部按照⑤，放出热量249.6kJ，所以Q的取值范围是191kJ﹤Q﹤249.6kJ。
练习册系列答案
相关题目
高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：Fe2O3（s）＋3CO（g）??2Fe（s）＋3CO2（g）
ΔH＝a kJ·mol－1。
（1）已知：①Fe2O3（s）＋3C（s，石墨）=2Fe（s）＋3CO（g）
ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1；
②C（s，石墨）＋CO2（g）=2CO（g）　ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1。则a＝________。
（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K＝________，温度升高后，K值________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）在T ℃时，该反应的平衡常数K＝64，在2 L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。
 
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
2.0
1.0
1.0
 
①甲容器中CO的平衡转化率为________。
②下列说法正确的是________（填字母）。
a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态
b．增加Fe2O3的量，可以提高CO的转化率
c．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率
d．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2∶3
（4）采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a、b、c装置中能保护铁的是________（填字母）。
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是________（填名称）。

（5）25 ℃时有关物质的溶度积如下：Ksp[Mg（OH）2]＝5.61×10－12，Ksp[Fe（OH）3]＝2.64×10－39。25 ℃时，向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c（Mg2＋）∶c（Fe3＋）＝________。
工业上制备 BaC12 的工艺流程图如图所示：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业过程进行模拟实验。查表得：

（1）反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H =         kJ/mol
（2）过滤过程中需要使用玻璃棒，玻璃棒的作用是                               。
（3）盐酸溶解焙烧的固体后，产生的气体用过量 NaOH 溶液吸收，得到硫化钠溶液。 Na2S 水解的离子方程式为                                            。
（4）向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时， =         。[已知：
Ksp(AgBr) = 5.4×10─13 , Ksp(AgCl) = 2.0×10─10]
已知下列热化学方程式：
2Zn(s)＋O2(g) ＝ 2ZnO(s)　ΔH＝－702.2 kJ·mol－1
Hg(l)＋1/2O2(g) ＝ HgO(s)　ΔH＝－90.7 kJ·mol－1
由此可知Zn(s)＋HgO(s) ＝ ZnO(s)＋Hg(l)的反应热ΔH为(     )
A．－260.4 kJ·mol－1B．＋260.4 kJ·mol－1
C．－611.5 kJ·mol－1D．＋520.8 kJ·mol－1
甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO ( g ) + 2H2 ( g ) CH3OH ( g ) △H＝-90.8 kJ·mol－1 在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH2，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态A 时，容器的体积为20 L。

（1）该反应的化学平衡常数表达式为     。
（2）如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2，则在平衡状态B时容器的体积V（B）=        L。
（3）关于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在化学平衡状态时的描述正确的是  （填字母）。
A．CO的含量保持不变       B．容器中CH3OH浓度与CO浓度相等
C．2V正（CH3OH）=V正（H2）D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（4）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，按照相同的物质的量 投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是     。
                    
A．温度：T1 < T2 <T3
B．正反应速率：ν（a）>ν（c）； ν（b）>ν（d）
C．平衡常数： K(a) ="K(c)" ； K(b) >K(d)
D．平均摩尔质量：M(a)<M(c)； M(b)>M(d)
（5）已知CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） △H=" +" 41.3 kJ·mol－1，试写出由
CO2和H2制取甲醇的热化学方程式     。
对大气污染物SO2、NOx进行研究具有重要环保意义。请回答下列问题：
（1）为减少SO2的排放，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H2（g）＋O2（g）＝H2 O（g）  △H＝－241.8kJ·mol－1
C（s）＋O2（g）＝CO（g）   △H＝－110.5kJ·mol－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：                                  。
（2）已知汽缸中生成NO的反应为：N2（g）＋O2（g）2NO（g） △H0，若1.0 mol空气含0.80 mol N2和0.20 mol O2，1300oC时在1.0 L密闭容器内经过5s反应达到平衡，测得NO为8.0×10－4 mol。
①5s内该反应的平均速率ν（NO） ＝            （保留2位有效数字）；在1300oC 时，该反应的平
衡常数表达式K＝               。
②汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是                       。
（3）汽车尾气中NO和CO的转化。当催化剂质量一定时，增大催化剂固体的表面积可提高化学反应速率。右图表示在其他条件不变时，反应2NO（g）＋2CO（g）2CO2（g）＋N2（g） 中，NO的浓度
c（NO）随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

①该反应的△H       0 （填“＞”或“＜”）。
②若催化剂的表面积S1＞S2，在右图中画出c（NO） 在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线（并作相应标注）。
依据事实，写出下列反应的热化学反应方程式。
（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热22．68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为                                 。
（2）若适量的N2和O2完全反应，每生成23gNO2需要吸收16．95kJ热量，则表示该反应的热化学方程式为                                   。
（3）用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2（气态）完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量，则表示该反应的热化学方程式为   _________________________________________________。
（4）已知拆开1molH—H键，1molN—H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为                              。
CO2和CO是工业排放的对环境产生影响的废气。
（1）以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下：
①2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2CO2NH4(s)；ΔH＝－159.47 kJ·mol－1
②NH2CO2NH4(s)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)；ΔH＝a kJ·mol－1
③2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)；ΔH＝－86.98 kJ·mol－1
则a为            。
（2）科学家们提出用工业废气中的CO2制取甲醇：CO2+3H2CH3OH+H2O。制得的CH3OH可用作燃料电池的燃料。

①在KOH介质中，负极的电极反应式为_________________________________。
②作介质的KOH可以用电解K2SO4溶液的方法制得。则KOH在_______出口得到,阳极的电极反应式是：_____________________________________。
（3）利用CO与H2反应可合成CH3OCH3。
已知：3H2(g) + 3CO(g)  CH3OCH3(g) + CO2(g)，ΔH＝-247kJ/mol
在一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是           .
A．低温高压；B．加入催化剂；C．体积不变充入氦气；D．增加CO的浓度；E．分离出二甲醚
（4）CH3OCH3也可由CH3OH合成。已知反应2CH3OH(g)  CH3OCH3(g) + H2O(g)，在某温度下，在1L密闭容器中加入CH3OH ，反应到10分钟时达到平衡，此时测得各组分的浓度如下：
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/（mol·L－1）
0.01
0.2
0.2
 
①0-10 min内反应速率v(CH3OH) ＝               。
②该温度下的平衡常数为              。
③若平衡后，再向容器中再加入0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH3，此时正、逆反应速率的大小：
v正        v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。
氮及其化合物与人类各方面有着密切的联系。Ⅰ现有一支15mL的试管，充满NO倒置于水槽中，向试管中缓缓通入一定量氧气，当试管内液面稳定时，剩余气体3mL。则通入氧气的体积可能为                mL。
Ⅱ目前，消除氮氧化物污染有多种方法。
（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-574kJ/mol"
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-1160kJ/mol"
③H2O(g)= H2O(l)                     △H=-44kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g) 、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式                           。  
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为：
某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T0C)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是_______ ；（选填字母代号）
A．容器内CO2的浓度保持不变
B．v正(N2)="2" v正(NO)
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
E．混合气体的平均相对分子质量保持不变
②前20分钟，平均反应速率v(NO)=                      。v(NO)=（0．1- 0．04）/ 20 = 0．003mol·L-1· min-1
③在T0C时，该反应的平衡常数为_______(保留两位小数)；
④在30 min，改变某一条件反应重新达到平衡，则改变的条件是_______                      。
（3）科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为：

研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。
实验编号
T(0C)
NO初始浓度
（mol/L）
CO初始浓度
（mol/L）
催化剂的比
表面积(m2/g)
Ⅰ
280
1．20×10-3
5．80×10-3
82
Ⅱ
a
b
c
124
Ⅲ
350
d
e
124
 
上表中：a=_______,b=________,e=________ 。

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