题目内容

2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g) +N2(g) ,在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如下图所示。

据此判断:

1)该反应的ΔH????? 0(选填)。

2)若在一定温度下,将1.0 mol NO0.5 mol CO充入0.5 L固定容积的容器中,达到平衡时NOCOCO2N2物质的量分别为:0.8 mol0.3 mol0.2 mol0.1 mol,该反应的化学平衡常数为K=???????? ;若保持温度不变,再向容器中充入CON20.3 mol,平衡将????????? 移动(选填向左向右)。

以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢气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:

1B极为电池????? 极,电极反应式为?????????????????????????????????????

2)若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解100 mL 1 mol/L的硫酸铜溶液,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)。

FeS饱和溶液中存在:FeS(s) Fe2(aq)S2(aq)Ksp=c(Fe2)·c(S2),常温下Ksp=1.0×1016。又知FeS饱和溶液中c(H)c(S2)之间存在以下限量关系:[c(H)]2·c(S2)1.0×1022,为了使溶液中c(Fe2)达到1 mol/L,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的pH??????

 

【答案】

I.(1)<(2

2k= 5/144 0.0347? 2)?? 2

II.(1) 负(2)??? CH4 + 4O2——8e= CO2+ 2H2O;(2)?

21.12 L2没有写单位得1)???

III3 3

【解析】

试题分析:I.(1)结合图像分析,T1时先到达平衡,平衡时二氧化碳的浓度小,说明升高温度平衡左移,所以正反应为放热反应,ΔH02)化学平衡常数=生成物浓度的系数次方/反应物浓度的系数次方,所以k= 5/144 0.0347再向容器中充入CON20.3 mol时, Qc=k,平衡不移动。II.(1)燃料电池中负极通燃料,发生氧化反应,正极通氧气,发生还原反应。所以负极上甲烷失去电子结合氧离子形成二氧化碳和水,正极上氧气得到电子形成氧负离子。(2用石墨做电极电解100 mL 1 mol/L的硫酸铜溶液时,阳极电极反应为:4OH—4e= O2 + 2H2O;阴极先是:Cu2++2e= Cu,然后是:2H++2e= H2,设生成氧气amol根据电子守恒可得:4a=0.1×2+2a, a=0.1mol1molCH4转移电子8mol,所以消耗甲烷0.05molIII根据题目所给信息,c(Fe2)达到1 mol/L时,c(S2)= 1.0×1016,因为[c(H)]2·c(S2)1.0×1022,所以c(H)= 1.0×103pH=3

考点:考查化学平衡常数、化学平衡图像分析、燃料电池电极方程式的书写、电子守恒的应用、溶度积计算等知识。

 

练习册系列答案
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(2013?临沂一模)2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区.其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一.

(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)
催化剂
2CO2(g)+N2(g).在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图1所示.
据此判断:
①该反应的△H
0(填“>”、“<”).
②在B温度下,0~2s内的平均反应速率v(N2)=
0.05mol/(L?s),
0.05mol/(L?s),

③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率.若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线.
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,图2示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是
bd
bd
 (填代号).
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题.
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染.
例如:
CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-867kJ/mol
2NO2(g)?N2O4(g)△H2=-56.9kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式
CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-810.1kJ/mol
CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-810.1kJ/mol

②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的.图3是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图.催化剂b表面发生的电极反应式为
CO2+2H++2e-=HCOOH
CO2+2H++2e-=HCOOH

③常温下,0.1mol/L的HCOONa溶液pH为10,则HCOOH的电离常数Ka=
10-7
10-7

2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。

1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO2CO2(g)+N2(g)

对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(CB)也可以表示平衡常数(记作KP),则该反应的KP=-????????????????

该反应在低温下能自发进行,该反应的ΔH ????????? 0。(选填“>”“<”

在某一绝热、恒容的密闭容器中充入一定量的NOCO发生上述反应,测得正反应的速率随时间变化的曲线如图所示(已知:t2 --tl=t3t2)。

则下列说法不正确的是????????? 。(填编号)

A.反应在c点未达到平衡状态

B.反应速率a点小于b

C.反应物浓度a点大于b

DNO的转化率:tlt2>t2t3

2)煤的综合利用、使用清洁能源等有利于减少环境污染。合成氨工业原料气的来源之一水煤气法,在催化剂存在条件下有下列反应:

①△H3H1H2的关系为H3=????????????

在恒温条件下,将l mol CO1 mol H2Og)充入某固定容积的反应容器,达到平衡时有50%CO转化为CO2。在tl时保持温度不变,再充入1 mol H2Og),请在图中画出tl时刻后H2的体积分数变化趋势曲线。

甲醇汽油可以减少汽车尾气对环境的污染。

某化工厂用水煤气为原料合成甲醇,恒温条件下,在体积可变的密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)到达平衡时,测得COH2CH3OH分别为1 mol1 mol1 mol,容器的体积为3L,现往容器中继续通人3 mol CO,此时v(正)??????? ? v(逆)(选填‘‘>”“<’’“=”),判断的理由???????

 

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